Geodesic Dome Roofs

Techos domos geodésicos: panorama completo

Un domo geodésico es un techo de tanque de almacenamiento, diseñado estructuralmente para un lugar específico. Se fabrica con una estructura de aluminio de paneles entrelazados, puntales extruidos, placas de refuerzo, barras de anclaje y nodos que no requieren soldadura.

Tabla de contenido

Historia general

Las estructuras de los edificios con techo domo geodésico están entre nosotros desde hace siglos. Las antiguas civilizaciones, como la romana, aplicaron sus habilidades de albañilería -y su conocimiento arquitectónico del arco- para crear enormes domos arqueados. Esas cúpulas de estilo concreto necesitaban muros de soporte igualmente grandes para evitar que toda la estructura se estrellara contra el suelo. En resumen, los enormes domos antiguos eran pesados y estaban destinados a fallar en algún momento, y tardaban años en completarse.
En 1926 se inauguró en Jena (Alemania) el primer domo geodésico del mundo, un planetario financiado por el fabricante de óptica Zeiss. La construcción del planetario fue obra del ingeniero de Zeiss Walter Bauersfeld.
En la década de 1950 en Estados Unidos se atribuyó a Buckminster Fuller el mérito de popularizar algo tan futurista como los domos geodésicos. Fue Fuller quien tituló estos edificios con el término “geodésico”, aunque omitió citar a Bauersfeld. En su solicitud de patente, Fuller obtuvo la patente estadounidense por su diseño en 1954, aunque Bauersfeld diseñó y construyó su domo 26 años antes en Alemania.
Fuller se inspiró en el mundo que le rodeaba para el diseño de su cúpula. Estaba intrigado por la uniformidad de la estructura de cosas como los copos de nieve, las vainas de las semillas, las flores y los cristales, y estaba decidido a que los humanos imitaran esas disposiciones simples, fuertes y notablemente esféricas [fuente: The Futurist Nov-Dic 1989 v23 n6 p14(5)].
El domo geodésico era atractivo porque tenía una fuerza extraordinaria para su peso, y su superficie “triangulada” proporcionaba una estructura inherentemente estable, y porque una esfera encierra el mayor volumen para la menor superficie. Comenzó la construcción de su primer domo en 1948. Ese domo fracasó inmediatamente debido a las débiles y delgadas lamas venecianas que utilizó. Los modelos posteriores (y mucho más exitosos) introdujeron materiales resistentes y ligeros, como tubos de aluminio para aviones. Fuller, ayudó a difundir y comercializar las construcciones poliédricas por todo el país, que vio como una forma económica y eficiente de hacer frente a la escasez de viviendas tras la Segunda Guerra Mundial.
Sus domos geodésicos tuvieron éxito en parte gracias a un principio estructural que Fuller acuñó: la tensegridad. Fuller dijo: “Durante veintiún años, antes de conocer a Kenneth Snelson, había estado revisando los conceptos de la tensegridad. Había utilizado las fases de rueda de alambre múltiple, paralela o concéntrica de la Tensegridad, desde 1927”. (Fuller, 1961)
Tensegridad es una palabra formada por otras dos -tensión e integridad- y se refiere a la relación y el equilibrio entre la tensión (fuerza de estiramiento) y la compresión (una fuerza acorta o aplasta algo) en una estructura. A diferencia de los arcos, que necesitan contrafuertes para evitar que se extiendan debido a las fuerzas externas, el domo moderno hace uso de la tensión para evitar que se extiendan.
La escasa cantidad de materiales que requieren los domos geodésicos, unida a su durabilidad, buena apariencia y facilidad de construcción, hace que se hayan introducido en diversas estructuras y aplicaciones en todo el mundo

Geodesic aluminum dome roof

En 1971, la estación Amundsen-Scott del Polo Sur, en la Antártida, instaló un domo de aluminio con soporte estructural. El domo estaba pensado para durar sólo 10 años, un máximo de 15, pero al final estuvo en uso unos 35 años. Resistió vientos de unos 322 kilómetros por hora y grandes cargas de nieve. El domo fue diseñado y construido por una empresa californiana cofundada por Donald Richter, que aprendió el diseño de domos geodésicos del propio inventor, Buckminster Fuller.
El domo del Polo Sur fue una de las primeras estructuras en utilizar un sistema de marcos múltiples, y desde entonces se ha utilizado en miles de diseños de domos geodésicos en todo el mundo. Se dice que fue uno de las primeros de ese tipo, y que fue una especie de domo pionero. El domo del Polo Sur fue también el primero en ser analizado por un ordenador. (Fuente: The Antarctic Sun, pg15, 25 de noviembre de 2001)

Geodesic aluminum dome roof

El más impresionante de todos fue el llamativo Pabellón de Estados Unidos en la Expo ’67, la Feria Mundial celebrada ese año en Montreal. Atrajo la atención de los futuristas arquitectos de todo el mundo y, en especial, al joven arquitecto Norman Foster, que empleó a Fuller como asesor de su exitoso estudio londinense hasta que éste murió en 1983.
Desde entonces se sabe que los domos geodésicos resisten mejor los desastres naturales, como huracanes, terremotos e incendios, que las estructuras rectangulares.

Historia - Tanques de almacenamiento

Los tanques de almacenamiento sobre tierra (AST, Aboveground Storage Tanks) con techo de domo de aluminio se utilizan hoy en día en todo el mundo. Aunque se remonta a casi un siglo, las razones para su uso de tanques de petróleo evolucionaron en los últimos 40 años.
El primer domo geodésico de aluminio se instaló para un tanque de almacenamiento de agua en 1968, para un tanque de aguas residuales en 1969 y para un tanque de petróleo en 1977, todo ello por la misma empresa. No fue hasta 1989, que el API produjo el API 650 Anexo G: “Techos de Domo de Aluminio Estructuralmente Soportados”.
El propósito inicial de los tanques con techo de domo de aluminio (ADRT) para el petróleo en los EE.UU. fue el de servir de cubiertas climáticas para mantener la nieve y el hielo fuera de las cubiertas de los techos flotantes externos (EFR). Otras razones fueron la relación resistencia/espacio y su ligereza, que hacían muy deseable su uso y la readaptación de los tanques existentes.
Un ejemplo de esto es a principios de la década de 1960, cuando Colonial, un propietario de parques de tanques en los Estados Unidos, sólo tenía EFR de acero en sus parques de tanques. En 1978 habían evaluado varias opciones de sustitución de techos y se decidieron por el ADRT con una membrana interna flotante de aluminio (IFR). Este diseño se adoptó como el estándar de la empresa para las sustituciones de techos y los nuevos tanques.
Hacia 1980, algunos propietarios de tanques comenzaron a cubrirlos, sustituyendo los EFR por techos flotantes internos (IFR) de menor perfil. Esto aumentó la capacidad de almacenaje, redujo las emisiones, redujo la pérdida de vapor del producto debido a la evaporación y detuvo los COV inducidos por el viento asociados a un EFR debido al diseño. Los estudios demostraron que el ADRT fue identificado para mejorar la seguridad contra incendios, y más del 70% de los incendios de AST de gran diámetro se producen con EFRs. Mientras se redactaba este documento, el 22 de mayo de 2020 se produjo un incendio que dañó un tanque de petróleo crudo con un EFR en la empresa Hengyuan Refining Company de Berhad, en Port Dickson, Malasia.
Los ADRT están estructuralmente soportados y evitan las columnas internas del techo de acero y, por lo tanto, evitan las penetraciones de las columnas, la corrosion-free y el coste del revestimiento asociado a los techos de acero. Los operadores de AST informaron de que la temperatura interna de los tanques equipados con domos geodésicos era menor, por lo que se reduce la evaporación del producto debido a su menor temperatura. En 1982, las instalaciones de domos geodésicos se extendieron hacia el sur, hasta Brownsville, Texas. Para 1985, los aditivos de la gasolina y la eliminación del agua impulsaron una mayor conversión de los EFRT a EFR con domo o la sustitución de los EFR por IFR en su totalidad y su readaptación con uno domo geodésico.
El Comité de Estimación de Pérdidas por Evaporación (CELE) del API elaboró el capítulo 19 del Manual de Normas de Medición del Petróleo (MPMS). Este contiene factores de emisión para varias configuraciones de AST. Los cálculos de las emisiones de muestra en el capítulo 19.2, sección 5 del MPMS -utilizando un EFR de 30,48 metros (100 pies) de diámetro como referencia- indican que las emisiones se reducen en un 35% para un IFR y en un 10% para un EFR cubierto de un domo geodésico.
En 2006, la investigación del CELE de la API recopiló datos térmicos sobre los AST con domo geodésico y los tanques EFR situados en Dammam (Arabia Saudí) y Edmonton (Alberta). Los tanques EFR tenían una “temperatura media del producto” ligeramente inferior -los EFR pierden calor rápidamente por la noche, mientras que los ADRT no, pero la temperatura del líquido de la superficie durante el día alcanza su máximo. Esto dio lugar a una reducción global de las emisiones más baja en los tanques EFR con domo.
El API MPMS 19.4 incluye información sobre la investigación térmica en el Anexo I y una tabla que compara las propiedades de reflexión superiores del aluminio con acabado de fresado frente al acero pintado de blanco (u otros colores).
En los Estados Unidos, los estados y las jurisdicciones locales emiten permisos de aire, el objetivo es reducir aún más los COV. Considerando únicamente los factores de reducción del viento, antes de los beneficios térmicos derivados de la alta reflectividad y baja emisividad del aluminio, para reducir el inventario de emisiones, el Distrito de Calidad del Aire de la Costa Sur de California emitió en 2001 la Norma 1178 del SCAMD. En ella se establece que los vapores alrededor de los tanques de almacenamiento de productos almacenados deben ser contenidos y regulados, y se considera que el domo geodésico de aluminio es la solución “perfecta”, por lo que se exige la conversión de los tanques EFR en AST con techo domo geodésico.
Inicialmente, los factores que impulsaron a la industria a cubrir los tanques se debían a las condiciones de nieve y lluvia y a las posibles tormentas de arena. Sin embargo, un beneficio adicional fue la reducción de la pérdida de vapor y la disminución de la temperatura del producto y de las emisiones. En la actualidad, la reducción de los COV y los requisitos de aire limpio son el motor que impulsa la mejora de los ADRT.
En general, la autenticidad, la ingeniería y el diseño del domo geodésico, así como los beneficios que aportó a la industria de los tanques de almacenamiento como activo a largo plazo fueron muy oportunos. Así que ahora vamos a profundizar en la teoría que hay detrás del domo geodésico de aluminio.

 
 

La teoría del diseño de los techos domos geodésicos

Los domos geodésicos no sólo incorporan la fuerza de una fuerte forma de esfera/arco, sino que también están formados por muchos triángulos. El éxito del domo como estructura es el resultado de la integridad natural de su forma. El domo utiliza la misma forma curvada que da fuerza al arco. La única diferencia es que utiliza la tensión para evitar que se extienda.
Como es bien sabido, el triángulo es la forma más fuerte porque tiene ángulos fijos y es la única configuración de artefactos que se mantiene estable dentro de sí misma sin necesidad de un soporte añadido en los puntos de intersección para evitar la distorsión de la geometría.
Por otro lado, los arcos son construcciones tridimensionales que utilizan triángulos que se asemejan a una esfera para crear múltiples trayectorias de carga desde el centro del vértice hasta el punto de apoyo estructural.
Si se combinan arcos con triángulos equiláteros e isósceles, se obtiene una formación extremadamente duradera, llamada domo geodésico. Así, si se aplica presión a un lado de un triángulo, esa fuerza se reparte por igual a los otros dos lados, que a su vez transfieren la fuerza de carga a los triángulos adyacentes. Los triángulos son cruciales para la resistencia de diseño de un domo. Esta distribución de la fuerza es la forma en que los domos geodésicos distribuyen eficazmente la tensión a lo largo de toda la forma.
El diseño de los domos geodésicos consiste en inclinar hacia dentro pentágonos o hexágonos en forma de esfera. Tanto el hexágono como el pentágono pueden dividirse con precisión en triángulos, por lo que intrínsecamente también son muy resistentes.

Geodesic aluminum dome roof

La frecuencia del domo se representa con la letra “v”, por ejemplo, 2v es un domo de 2 frecuencias y 3v es un domo de 3 frecuencias, etc. Cuanto mayor sea la frecuencia, más triángulos habrá en un domo geodésico. Casi todos los domos geodésicos se basan en el icosaedro (fig. 3), pero también pueden diseñarse a partir de otros sólidos platónicos: dodecaedro, octaedro o tetraedro.

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El icosaedro es un sólido geométrico con 20 caras. Cada cara del Icosaedro está formada por un triángulo equilátero. Cuando se quita la parte inferior del Icosaedro se convierte en un domo de 1 frecuencia o “1v”. Todos los puntales de un domo geodésico 1v tienen la misma longitud, pero los domos geodésicos 1v tienen varias limitaciones en cuanto a la longitud óptima frente a la resistencia de los puntales. Para diseñar un techo domo geodésico de aluminio con un área mayor tenemos que dividir cada uno de los triángulos de 1v en triángulos más pequeños mediante la “teselación“.

Geodesic aluminum dome roof

Así que aquí está el secreto de cómo las longitudes de los triángulos teselados hacen que los vértices sean empujados hacia fuera en una esfera. Los bordes o los puntales del exterior de los triángulos teselados en las cúpulas de alta frecuencia son siempre más cortos que el centro del triángulo. (fig. 8)

Geodesic aluminum dome roof

Otra razón es que cada esquina del triángulo original del icosaedro forma parte de una conexión de 5 vías, que, si se aplana, crea un ángulo de 72 grados (fig. 9).
Los ángulos interiores del triángulo forman parte de una conexión de 6 vías, y normalmente la suma de los 3 ángulos de un triángulo euclidiano o “plano” crea un ángulo de 180 grados. Sin embargo, este triángulo del domo geodésico se está aplicando a una curvatura positiva de una esfera, por lo que debe seguir las reglas de la “geometría esférica”, según las cuales todo triángulo aplicado a la curvatura positiva de una esfera debe superar los 180 grados.
Esto significa que los ángulos de 60 grados en este diagrama son mayores de 60 grados. Estos ángulos de más de 60 grados, junto con los ángulos de 72 grados en las esquinas, harán que los triángulos se doblen lejos de un plano para que los vértices sigan la superficie curva de una esfera.

Geodesic aluminum dome roof

Esta combinación de estas conexiones de 5 y 6 vías y sus ángulos de 72 y 60+ grados, junto con las aristas más cortas en el exterior del triángulo del Icosaedro, que doblarán cada cara del Icosaedro en una superficie curva tridimensional para crear una porción del domo geodésico de aluminio.

Techo domo geodésico vs Techo de acero al carbono (externo flotante o cónico)

techo externo flotante
techos domos geodesicos

Condiciones climáticas. Los techos cónicos de acero y los domos geodésicos de aluminio están diseñados para lograr la máxima estanqueidad a la intemperie, por lo que el aspecto ecológico se combina con el beneficio económico. Evitar la contaminación del producto almacenado por las intemperies como la nieve, el agua de lluvia, la arena y otras materias extrañas era y sigue siendo hoy un factor importante. La pregunta es cuál es el beneficio a largo plazo y si el propietario obtiene un retorno de la inversión, ya que se trata de un activo de la planta. Entremos en materia.
Drenaje del techo. Muchos tanques de techo abierto con EFR de acero al carbono tienen problemas de drenaje con su sistema de drenaje de techo durante la temporada de lluvias severas, huracanes y durante la temporada de nieve severa. Con la forma esférica del domo geodésico, no se necesita un sistema de drenaje y se descarta la preocupación de que su techo flotante se hunda en su producto.
Estructura libre autoportante. Los domos geodésicos tienen una excelente relación entre resistencia y diámetro. Son autoportantes, lo que permite a los domos abarcar una gran superficie sin necesidad de columnas de soporte estructural. A lo largo de los años, el aumento de la demanda de almacenamiento de productos petrolíferos y de gas ha provocado un incremento del tamaño de los tanques de almacenamiento. La ventaja de los domos geodésicos de aluminio autoportantes permite eliminar las columnas que se necesitarían en una instalación típica de techo cónico de acero. Las columnas son puntos de riesgo de emisión y, al eliminarlas, sus tanques obtienen créditos de emisión por parte de los gobiernos locales y las agencias medioambientales internacionales.
Columnas e IFRs. La ausencia de columnas de soporte estructural significa que no hay columnas que atraviesen el IFR (membrana interna flotante), lo que aumenta aún la eficiencia del sistema. Este avanzado diseño constructivo se traduce en una importante reducción de las pérdidas por evaporación y de las emisiones.
Viento. Según la norma API 2517, las pérdidas por evaporación están en función de la velocidad del viento en los EFR, sin embargo, el domo geodésico evita las pérdidas por evaporación al desviar el viento sobre la parte superior de la cúpula, eliminando el efecto de vórtice del viento que pasa sobre la parte superior de un EFR. También ayuda a controlar los olores debido a la reducción de las emisiones.
Cargas. La resistencia del diseño del domo le permite soportar cargas adicionales, suspendiendo los IFRs del domo, esta modificación permite aumentar la capacidad global utilizable del tanque de almacenamiento. Cualquier carga adicional requerida se tiene en cuenta y se calcula durante la fase de diseño del domo, como para la nieve, el viento y otras posibles cargas. También proporciona ventajas de mantenimiento.
Mantenimiento. La posibilidad de suspender los IFR del techo permite eliminar las patas del IFR que determinan el punto más bajo posible dentro del tanque. Al no tener patas, se puede establecer un nivel de mantenimiento de la membrana interna flotante más alto, esto facilitará los trabajos de mantenimiento.
Corrosión. Los domos geodésicos suelen requerir mucho menos mantenimiento que un techo cónico de acero. Son resistentes a la corrosión y la ausencia de corrosión hace que haya menos residuos que entren en su sistema de sellado secundario, y que puedan crear agujeros que provoquen fugas de emisiones. No es necesario el largo proceso de reparación, de chorro de arena y pintura de la parte inferior del techo de cono de acero durante el mantenimiento fuera de servicio. Por otra parte, la parte superior del techo cónico de acero debe ser chorreada, reparada y revestida para evitar daños por corrosión en la superficie del techo.
Pintura. Los domos geodésicos no necesitan ser pintados para protegerlos de la corrosión, ya que se produce un proceso de oxidación natural que crea una fina capa de protección con el tiempo. Esto supone un gran ahorro de costes y aumenta el retorno de la inversión (ROI) durante la vida útil del tanque de almacenamiento.
Efectos térmicos. Los domos geodésicos de aluminio tienen una propiedad reflectante superior para el aluminio con acabado de fresado, y protege el producto almacenado de los rayos UV y de la exposición a la intemperie, lo que permite un producto más fresco. Las emisiones se reducen debido a la exposición directa a la luz solar al cubrir un tanque de estilo EFR de techo abierto, lo que da lugar a una menor temperatura general del producto. Un domo instalado sobre un IFR puede reducir las emisiones en más de un 90%.

Geodesic aluminum dome roof
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Peso. El domo geodésico es una construcción ligera. El peso de un domo geodésico es de 1/3 o menos en comparación con un techo cónico de acero autoportante. En el caso de los tanques nuevos, la ligereza permite ahorrar costes tanto en las fundaciones como en la envolvente del tanque. Debido a su peso muy reducido, el domo también es adecuado para el reequipamiento (retrofit) de tanques existentes, diseñados inicialmente con Techo Externo Flotante. (Fig. 11)
Instalación. Un techo domo geodésico de aluminio tiene la ventaja de poder instalarse mientras los tanques están en servicio. Puede construirse en el suelo, junto al tanque, o incluso en un EFR y colocarse en su lugar con una grúa. La construcción del domo geodésico no requiere ningún trabajo en caliente. Se tarda menos en armarlo y el cliente puede tener el tanque en servicio mucho antes que el tiempo que se tarda en terminar un techo cónico de acero que hay que soldar. Un ejemplo indica que para un ADRT con IFR se necesitó un 68% menos de mano de obra: 6880 horas-hombre frente a 21930 horas-hombre. La instalación se realizó en aproximadamente un 40% del tiempo con un equipo de mano de obra menos cualificada. (Fig. 12)
Presión. A menos que se especifique que el cliente tiene una solicitud diferente, la presión interna de diseño no deberá exceder el peso del techo. La presión interna de los ADRT está limitada por la norma API 650 G.4.3 a 9″ de agua. Se han realizado pruebas hasta 26″ de agua y las aplicaciones petroleras están en servicio hasta 17″ de agua. La capacidad de contener la presión es específica del diseño y del fabricante.
Compatibilidad de las juntas. Un aspecto de importancia crítica que hay que tener en cuenta con los domos geodésicos es la compatibilidad de las juntas con el producto almacenado en un tanque de almacenamiento cuando NO se utiliza membrana interna flotante.
Rayos. Los tanques EFR podrían acumular cargas potenciales debido al contacto de acero con acero y podrían ser una fuente potencial de ignición al caer un rayo. Muchos fabricantes opinan que el techo de domo de aluminio sirve para proporcionar el efecto de jaula de Faraday, aunque esa cáscara metálica sea muy fina. Si no hay vapores combustibles en la atmósfera debido a las emisiones, debería haber poca o ninguna preocupación con los rayos. No debería haber ninguna razón para proteger adicionalmente un techo flotante interno cubierto por uno domo de la exposición a los rayos, ya que la jaula de Faraday ha demostrado su eficacia, pero la unión es necesaria según la norma API 650-H para otros fines. El aluminio no mantiene una carga estática y no chispeará, sino que disipará la descarga atmosférica.

El objetivo original de los techos domos geodésicos de aluminio para cubrir los tanques de almacenamiento sigue siendo un medio eficaz y rentable para reducir los costes de mantenimiento y funcionamiento, pero la motivación reciente y los impulsores del mercado son reducir aún más las emisiones de COV asociadas a los tanques de almacenamiento de petróleo.

Los principales componentes que es importante mencionar para las evaluaciones son la viga, las barras de sable, los nodos, las zapatas de soporte y los accesorios disponibles.

Principales componentes

Diseño de vigas y barras de anclaje (Fig. 14 – Fig. 18)
• El sistema de barras de anclaje/juntas debe encapsular completamente los bordes del panel para garantizar un sellado perfecto que evite cualquier emisión.
• Para evitar que los pernos de anclaje penetren en el domo, las vigas están diseñadas con una ranura extruida para recibir esos pernos. Estas ranuras tienen un diseño específico que garantiza que el perno pueda entrar y salir en la misma posición varias veces.
• Los pernos de anclaje en acero inoxidable proporcionan una seguridad adicional para una conexión estanca
• Los perfiles de viga de alma única reducen el peso total de la estructura, pero son más frágiles
• Las vigas de doble alma permiten una mayor capacidad de carga, uno mayor tamaño no soportado y un posible perfilado más bajo. Las vigas dobles con de aluminio extruido evita el fallo de pandeo en comparación con las vigas en I con menos material.
• Hay que tener en cuenta tanto la resistencia necesaria para soportar las cargas de diseño como la relación peso/resistencia. Esto da lugar a diferentes niveles de eficiencia de los materiales y repercutirá en el coste.
• La altura típica y más popular del domo es de aproximadamente el 16% del diámetro del tanque. Un domo de perfil bajo suele solicitarse cuando existe una restricción de altura en la zona, típica cerca de los aeropuertos. Los domos de perfil más bajo son más costosos.

Geodesic aluminum dome roof
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Fig 14-18

• Los paneles se bloquean mecánicamente en su lugar, incorporando un sello con una junta totalmente acoplada. El sellado mecánico se realiza mediante crestas situadas en la parte superior que se acoplan a la lámina. Estas características de diseño son la clave para poder ofrecer domos eficaces y estancos al agua y al gas.
• La característica de los cierres mecánicos también protege la junta de los ataques del producto para evitar el fallo prematuro de la junta
• Los diseños únicos tienen la junta totalmente cerrada, no expuesta, y protegida por la barra de anclaje contra la exposición a los rayos ultravioleta y la degradación del sello.

techo domo geodesico

• La silicona es un material inerte que no se ve afectado por los rayos UV. Las juntas de silicona maciza son el material preferido para sellar los nodos y las barras de anclaje. Las juntas de silicona pueden durar entre 25 y 30 años.
• La exclusión del anillo de tensión integral dará lugar a un domo de menor coste, pero el comprador seguirá teniendo que instalar un anillo de tensión de acero en la envolvente del tanque y seguirá estando expuesto a costes adicionales. Es más fácil reequipar un tanque existente con un domo geodésico que incluya un anillo de tensión integral, lo que a su vez puede ahorrar costes de instalación. En los proyectos de tanques nuevos, para los domos herméticos al vapor, un domo de tipo fijo con anillo de tensión instalado en la envolvente del tanque proporcionará un diseño hermético mejorado.

El Nodo
El nodo es el punto en el que se unen las vigas y los paneles y se conecta a los anillos superior e inferior para resistir la deflexión transversal. Estos nodos deben ser estancos al agua y a los gases, por lo que están provistos de cubiertas de nodo (hub cover) con una junta de estanqueidad que permite un cierre hermético y reduce las emisiones. Sin duda los hub covers son un punto importante a tomar en cuenta para obtener una buena estanqueidad.
El diseño del hub cover debe permitir una fácil extracción de la cubierta para su inspección y un fácil ajuste de las cadenas internas de soporte de la membrana interna flotante cuando haya una instalada.

techo domo geodesico
Geodesic aluminum dome roof

 

Zapatas de soporte
El domo puede ser de venteo libre o estanco al vapor, dependiendo de la aplicación (fig. 21 y 22). En el caso de un tanque de agua estándar, un domo de venteo libre será suficiente, pero cuando se trata de un tanque petroquímico y se necesita reducir las emisiones, se puede solicitar un diseño estanco al vapor. Un ADR estanco al vapor es más caro debido a los mayores requisitos de carga y aumentará el uso de material.
Existen dos tipos de soporte: soporte deslizante y  de soporte fijo donde la viga y la pared del tanque se encuentran. (Fig. 21-23).

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Accesorios

El ADR se fabrica en taller y, para reducir el tiempo de instalación y el coste adicional, incluye la lista completa de accesorios adicionales necesarios en el ADR. Esto garantiza que los paneles y los accesorios encajen perfectamente entre sí y que no sea necesario realizar cortes y perforaciones adicionales en el terreno.
La lista de accesorios podría incluir:
• Ventilación presión y vacío
• Ventilación de emergencia
• Ventilación libre central
• Tragaluz triangular
• Trampilla para medición de nivel
• Paso de hombre
• Boquillas
• Línea de seguridad
• Cáncamo en el vértice
• Conectores para cables del IFR
• Orejas para izaje con grúa
• Pasarelas radiales
• Plataformas de medición
• Sistemas de apoyo a los aspersores

Montaje del techo domo geodésico

Construcción. La ventaja del domo geodésico es que no requiere ningún trabajo en caliente y que se fabrica previamente y se envía al lugar de instalación en piezas que sólo requieren ser ensambladas. El domo geodésico puede montarse DENTRO del tanque, directamente “in situ” en la estructura de soporte del tanque o JUNTO al tanque. Este último método es el preferido cuando el tanque se mantiene en servicio mientras el domo es ensamblado e instalado en el tanque. Una aplicación típica en la que el tanque se mantiene en servicio es durante la construcción es para un tanque de aguas residuales.
Existen dos métodos de construcción, uno de ellos es desde el centro hacia el exterior (fig. 25) y el segundo es desde el exterior hacia el centro (fig. 24). Normalmente, los domos geodésicos se construyen “In-Place”, directamente sobre la estructura de soporte, cuando hay limitaciones de espacio. El proceso de construcción “In-Place” consiste en construir un domo directamente sobre la envolvente del tanque desde el exterior hacia el centro.

Geodesic aluminum dome roof
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Cuando el domo se monta en el interior del tanque o junto al tanque en el suelo, el proceso de montaje hace uso de trípodes o cuadrípodes para levantar el domo en cada nivel, lo que hace que sea cómodo y seguro trabajar a nivel y limita el trabajo en altura. Una vez terminada la construcción del techo domo geodésico, éste puede izarse hasta la parte superior de la estructura de soporte mediante cabrestantes o grúas. Este método garantiza un proceso de instalación más seguro y rápido.
Elevación. El método de elevación del domo afectará al tiempo de instalación y al coste del equipo (por ejemplo, grúa o polipasto). Es necesario aclarar desde el principio qué método será posible, ya que repercute en los plazos y el coste del proyecto.
Cuando el domo esté montado en el suelo dentro del tanque, será necesario aparejarlo para ajustarlo a la estructura de soporte. Este levantamiento puede hacerse utilizando dos métodos; uno es el uso de grip hoist (fig. 27) y el segundo es el uso de grúas para el aparejo (fig. 26 y 28).

 
techo domo geodesico

La grúa es el método menos eficaz, como alternativa. Sin embargo, en determinadas situaciones, requiere el uso de grúas cuando está disponible. Sin embargo, factores contingentes como las condiciones de viento ligero hacen que un domo liviano se balancee demasiado para permitir una instalación segura. En la fig. 26, a continuación, se utilizaron cuatro grúas para levantar este domo en su lugar desde el interior del tanque.

 
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Una vez finalizado el proceso de montaje del domo en el interior del tanque, el equipo de montaje utiliza un sistema de cabrestantes de agarre y poleas para izarlo eficazmente hasta la parte superior de la envolvente. Para ello, se necesitan varios grip hoist (tirfor) (fig. 27) colocados alrededor de la parte superior de la envolvente del tanque para poder izar el domo geodésico en su lugar.
El proceso de montaje con grúa consiste en ensamblar un domo en el suelo junto al tanque y luego levantarlo en su lugar con una grúa. De este modo, el tanque y el domo pueden construirse simultáneamente y se ahorra un tiempo muy valioso.

 
techo domo geodesico

El coste inicial de un techo cónico de acero es menor que el de un techo domo geodésico de aluminio, pero el ahorro de costes podría realizarse durante toda la vida útil del techo domo geodésico, debido al menor coste de mantenimiento. El aumento de los precios del acero y el elevado coste de la mano de obra hacen que el techo domo de aluminio sea aún más atractivo

 

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