Cupula GTC

CÚPULA

El principal elemento del cerramiento de GTC es la cúpula, una cubierta de estructura esférica de 16,5 m de radio interior que alberga el telescopio, los instrumentos científicos y aquellos elementos considerados como esenciales para la operación y mantenimiento del telescopio.

La cúpula está soportada y ajustada sobre una base cilíndrica de hormigón de 15,5 m de radio interior, la cual rodea el pie del telescopio, siendo dicha estructura y el área encerrada en su interior lo que se denomina la base del cerramiento.

Dispone de dos compuertas de observación, una superior y otra inferior de menor tamaño. Ambas compuertas disponen de raíles de deslizamiento comunes en ambos laterales al tiempo que cada una de ellas dispone de sus propios motores, permitiendo diferentes configuraciones de apertura durante el proceso de observación, incluso a altitudes muy cercanas al horizonte. Esto permite maximizar la disponibilidad del telescopio para observaciones durante el período invernal, reduciendo la posibilidad de la caída de nieve o hielo en el interior de la cámara del telescopio durante el proceso de apertura de la cúpula.

La cúpula permite observar con el telescopio sin ningún tipo de obstáculo en ángulos de elevación comprendidos entre 15 y 1 pasada el zenit. Las compuertas de la cúpula permiten movimientos azimutales del telescopio de hasta 2 grados sin necesidad de tener que rotar la cúpula.

La estructura esférica conforma la parte móvil de la cúpula, la cual rota sobre un raíl instalado a lo largo de la parte cilíndrica fija. El movimiento de rotación se logra por medio de los carretones de rotación, entre los cuales los hay motorizados y otros a modo de esclavos que únicamente siguen el movimiento comandado por estas primeros. Todos sus movimientos, tanto de inicio de marcha como de parada, se realizan de un modo suave, reduciendo con ello la magnitud de la carga que se requiere para su deslizamiento.

La cúpula posibilita realizar rotaciones completas en su eje de azimut en ambas direcciones pudiendo rotar en un movimiento continuo mientras no se comande ninguna parada de la misma. Sus especificaciones de velocidad y aceleración de rotación están condicionadas como es lógico por los movimientos azimutales del telescopio:

• Su velocidad de rotación varía entre 0 y al menos 2.3 s1.

• La aceleración de rotación está entre 0 y 0.1 s2.

Otras características importantes de la cúpula son su precisión en su posicionamiento (0.1) así como el empleo de un tiempo inferior a tres minutos para completar el proceso de apertura y cierre completo de sus compuertas, aspecto este fundamental a la hora de proteger el telescopio en caso de producirse condiciones meteorológicas adversas, ya sean de viento, humedad o precipitaciones de lluvia o nieve.

Como es lógico la cúpula cumple un papel de protección completa del telescopio y de sus instrumentos ante condiciones meteorológicas adversas en el observatorio. Fruto de ello su diseño estructural presenta una serie de características relacionadas con el peso de su estructura y su asilamiento:

• Carga viva: permite una distribución estimada de peso de hasta 150 kg m2 d.

• Carga de nieve y hielo: 240 kg m2.

• Carga de viento: preparada para trabajar hasta una velocidad de viento de 22 m s1, siendo la velocidad de 56 m s1, el límite de supervivencia de la cúpula, aunque en su diseño se han realizado simulaciones para condiciones de velocidad de viento superiores a 67 m s1.

• Carga sísmica: diseñada para soportar aceleraciones terrestres de 0.1 g.

Dome structure (dimensions are in m).

Este tipo de diseño de cúpula permite unos costes de construcción más bajos al ser necesarios menos cantidad de materiales para su estructura, al tiempo que permite un comportamiento estructural mucho mejor (menores cargas de viento y nieve, mejor aerodinámica, mayor estabilidad de su ensamblado y mayores frecuencias propias de vibración).

A estas ventajas se añade que al disponer de un menor volumen de aire en la cámara del telescopio el coste del sistema de aire acondicionado y de ventilación forzada se ve reducido, al tiempo que se precisa de menos energía para poder activar sus motores de rotación al tener que vencerse la resistencia de una menor masa de aire..

La cúpula está diseñada para permitir realizar de manera eficiente en el interior de la cámara del telescopio todas las tareas de operación y mantenimiento del telescopio, así como las relacionadas con la manipulación y montaje de sus instrumentos en los diferentes focos y de los elementos ópticos del telescopio (fundamentalmente de los segmentos que conforman su espejo primario). Por todo ello se precisan importantes tareas periódicas de limpieza de su superficie para evitar la acumulación

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