thumb|right|Malla espacial Una malla espacial (space frame) es una tipología de estructura espacial, un sistema estructural compuesto por elementos lineales unidos de tal modo que las fuerzas son transferidas de forma tridimensional. Macroscópicamente, una estructura espacial puede tomar forma plana o de superficie curva.
Las mallas espaciales son aquellas en las que todos sus elementos son prefabricados y no precisan para el montaje de medios de unión distintos de los puramente mecánicos Otero C. (1990). Diseño geométrico de cúpulas no esféricas aproximadas por mallas triangulares, con un número mínimo de longitudes de barra. Tesis Doctoral. Universidad de Cantabria.
Las barras de las mallas espaciales funcionan trabajando a tracción o a compresión, pero no a flexión. De esta manera las mallas espaciales cumplen lo siguiente: Las fuerzas exteriores sólo se aplican en los nudos. Los elementos se configuran en el espacio de tal modo que la rigidez de cada unión se puede considerar despreciable, es decir, cada unión se considera una articulación a efectos de cálculo.
thumb|225px|Si se aplica una fuerza sobre el nudo superior marcado en azul y la barra roja no existe, el comportamiento de la estructura depende totalmente de la rigidez de la unión de las barras del nudo azul. Sin embargo, existiendo la barra roja, la rigidez de la unión del nudo azul deja de tener importancia respecto de la rigidez que aporta la barra roja al conjunto, pudiendo considerarse la rigidez de la unión del nudo azul despreciable si ésta es muy poco rígida a flexión.
thumb|225px|Barras de malla espacial confluyendo en nudo. Como puede verse, no se trata de una articulación, sino de una unión atornillada con muy poca rigidez a flexión y que se considera articulación a efectos de cálculo.
thumb|225px|Semioctaedro en malla espacial con nudo Nuclos
Breves notas históricas
Este tipo de estructuras fue desarrollado de forma independiente por Alexander Graham Bell hacia 1900 y Buckminster Fuller hacia 1950. El principal objetivo de Bell era desarrollar estructuras muy rígidas para los sectores naval y el ámbito de la entonces todavía naciente ingeniería aeronáutica. Buckminster Fuller, sin embargo, lo aplicó al mundo arquitectónico donde la aplicación de este tipo de estructuras es mucho más relevante.
Alexander Graham Bell contribuyó al desarrollo de esa tipología de estructuras ya que, hacia 1900, trabajaba con formas tetraédricas para conseguir la mayor resistencia con el menor peso, aplicado al ámbito de la ingeniería aeronáutica.
La selección de direcciones de barra se establecía de modo que cada nudo estructural quedara ligado con otros cuatro en su propio plano horizontal y con otros cuatro más en el paralelo superior o inferior, produciéndose así una placa de emparrillado en la que las barras de los planos horizontales se alineaban según dos direcciones ortogonales, y el resto adoptaba orientaciones diagonales muy diferenciadas de las cerchas comunes.
Más interesante resulta estacar que este diseño reproducía una composición de tetraedros y medios octaedros: por una parte, entraba en juego la célula espacial más rígida; el tetraedro, y por otra, se lograba cerrar un espacio mediante un artificio ideal de composición que lo llenaba. Dos conceptos arquitectónicos de primer orden, cerrar y llenar el espacio, se daban juntos en este diseño. De manera casi simultánea, la línea de razonamiento expuesta en estos últimos párrafos era aplicada a la bóveda de cañón, cuya forma, una vez discretizada en triángulos, resultaba más propicia para resistir esfuerzos de flexión, no siendo preciso un establecimiento de refuerzos semejante al comentado en el emparrillado plano; asimismo, los primeros intentos de ejecución de cúpulas de armazón metálico fueron resueltos mediante la elaboración de cerchas trianguladas de meridianos y paralelos, cuya descomposición posterior permitía eliminar la concepción de piezas primarias y secundarias.
El verdadero avance de las mallas espaciales se consiguió a partir del desarrollo computacional, que permite la realización del cálculo de miles de elementos, operaciones que previamente a la existencia de los ordenadores no se podían acometer.
Por este motivo, las estructuras más notables en este tipo de solución se han conseguido a partir de 1980 y la dificultad de los proyectos construidos ha ido aumentando a lo largo de los años.
Elementos de una malla espacial
Las mallas espaciales están formadas por tres elementos distintos: Barras: son los componentes lineales. Nudos: elementos prefabricados que sirven de union de las barras. Paneles: elementos de cerramiento.
Los nudos pueden ser de distintos tipos: John Chilton (2000). Space Grid Structures, Architectural Press, ISBN 0 7506 3275 5. Esféricos. Cilíndricos. Prismáticos. Planos.
Ejemplos de nudos Nudo Trio-detic Este sistema originario de Canadá, es para un reticulado de tres direcciones. Las barras aplanadas en sus extremos se introducen a presión en ranuras dentadas que existen en los nudos. La característica principal es que la unión de las barras se realiza sin soldadura, sin pernos y sin remaches.La distribución de las barras que concurren al nudo nos determina la forma del mismo.
Nudo de la cúpula Makowski Los nudos son casquetes metálicos a los que se sujetan las barras tubulares por medio de pasadores.
Nudo Pyramitec Está formado por un cuerpo cilíndrico central, que puederecibir las barras de una capa de la malla, y por un tronco de cono, donde sueldan las barras diagonales. Este sistema es factible de hacerlo prefabricado. El montaje es fácil y se hace preferentemente en el suelo y levantándose luego delensamblado .El sistema PYRAMITEC se caracteriza por el empleo de pirámides prefabricadas.Para comenzar se dispone la capa inferior sobre las cuales se ubican luego las pirámides prefabricadas (invertidas), tres pirámides ensambladas son estables se pueden seguir agregando en cualquier sentido para construir una estructura continua. Estas estructuras utilizadas como cubiertas, pueden adoptar formas planas, inclinadas, ligeramente curvas y en ciertos casos pueden conformar cúpulas. Aplicación del sistema PYRAMITEC: a tramas tridireccionales compuestas de pirámides de base triangular. a tramas de base hexagonal, tridireccional. a tramas de base cuadrada, bidireccional.
Nudo Segmo Los nudos son de acero soldado, se componen de dos partes: una esférica y otra prismática. Las barras se fijan por soldadura o por otro medio mecánico cualquiera. Es una variante del anterior, los tubos tienen en sus extremos un vástago que se introduce en orificios existentes en el nudo. Permite la unión por remaches y bulones. El disco anular de ambas partes.
Nudo Tubaccord Las barras tubulares se sueldan directamente o bien se fijan por medio de pasadores que encajan enranuras ubicadas en los extremos de las barras y en un manguito soldado previamente a la barra demayor diámetro concurrente al nudo.
Nudo Bourquardez Está compuesto por uno o varios toros, obtenidos por unión de dos codos de 180º y manguitostubulares soldados a dichos toros. Las barras concurrentes en el nudo se unen a los manguitos por medio de roblonado.En la figura se representa un nudo preparado para mallas de una sola capa y un nudo para mallas dedos capas.
Nudo Begue Este nudo está formado por un núcleo al que se atornillan las barras con extremidades troncocónicas.
Nudo Chamayou Estos nudos pueden ser planos, con rebordes a lo largo de una línea poligonal cerrada, o tener formacúbica o tetraédrica, con los mismos rebordes en cada una de las aristas. Los rebordes con seccióncuadrada, poligonal o con la forma de una superficie de revolución (cilindro, toro, etc.), y a ellos sefijan las barras tubulares mediante mordazas.En la figura se representa a un nudo plano de forma hexagonal.
Nudo Begue-kieffer Está formado por una esfera con unos arranques en los cuales hay dos ranuras destinadas a fijar los tubos. Esta fijación se realiza mediante un grupo hidráulico, situado en el suelo, que presiona un collar dispuesto alrededor del tubo y sobre las ranuras del arranque, previamente introducidas en él; asíqueda encajada la barra en el arranque a través de las ranuras.
Nudo Delacrix - Glotin - Monier - Sejournet Este nudo está formado por uno o dos semitubos con aletas soldadas que indican las direcciones de las barras concurrentes. Estos (o este) semitubos se unen mediante roblonado o soldadura a la barra demayor diámetro concurrente en dicho nudo. La fijación de las restantes barras se realiza aplastandosus extremos y uniéndolos, mediante soldadura o pasadores, a las aletas.
Nudo Sarton El procedimiento para obtenerlo consiste en aplanar los tubos en los puntos correspondientes a un nudo, con el fin de poderlos cruzar cómodamente y colocar un pasador con rosca de fijación.
Nudo Kieffer Está formado por un cilindro central macizo que hace de pasador de todo el nudo, el cual consiste endos cilindros concéntricos, el exterior con ranuras que sujetan las nervaduras soldadas en losextremos de las barras concurrentes.
Nudo Esférico Constituido por una esfera a la que se unen, por soldadura, barras en cualquier dirección. Paraabsorber diferencias en las longitudes de los tubos se sueldan en el nudo manguito de diámetrosuperior al de aquellos. La esfera suele rellenarse de mortero como seguridad a posibles pandeos de la misma.
Nudo Bitubular Está constituido por dos tubos, unidos paralelamente, a los cuales van soldadas las barrasconcurrentes.
Nudo Tesep Las barras concurrentes en el nudo se unen directamente por soldadura a la de mayor diámetro omediante el atornillado de nervaduras, soldadas en sus extremos, a una pletina asimismo soldada y perpendicular al tubo central.
Nudo Unistrut Consiste en la utilización de dos piezas de chapa plegada que se superponen y a las que se unen las barras mediante pasadores.Las barras son perfiladas y los nudos de chapa estampada. En este sistema todos los elementosutilizados tienen la misma longitud y van unidos por dispositivos idénticos.
Nudo Oktaplatte Se trata de un nudo esférico formado por dos casquetes y un disco meridiano. El montaje y fijación de estos elementos y de las barras concurrentes se realiza mediante soldadura.
Nudo Ortz El sistema estructural Ortz esta diseñado para la construcción de estructuras espaciales y está formado por perfiles tubulares de sección circular en cuyos extremos se aloja un tornillo coaxial, que une el perfil al nudo. Inventado por Juan Martínez Apeztegia y Natxo Odriozola ha sido utilizado en recintos como el Palau Sant Jordi de Barcelona.
Nudo SLO Creado por Juan Martínez Apeztegia para Lanik I, S.A. se trata de un sistema de estructura monocapa. Las estructuras monocapa, conocidas también como estructuras laminares o de tipo membrana, sitúan sus nudos en una superficie, generalmente de doble curvatura, que se conoce como superficie generatriz. El sistema se basa en el empleo de elementos estructurales rectos de sección rectangular hueca que llevan una placa plana soldada en su extremo, con al menos dos orificios para albergar los tornillos de conexión al nudo. El Palacio de Cibeles está realizado en este sistema estructural
Nudo Mero El sistema estructural Mero se emplea en construcciones tubulares de acero para obras fijas y de tipo provisional (naves fijas, estructuras aporticadas, andamios, soportes, et.). Está formado por octógonos, inscriptos en una esfera, en cada uno de los cuales puede roscarse una barra previamente preparada. El sistema MERO fue utilizado por Mengeringhausen antes de la Segundo Guerra Mundial. Sus 2 elementos básicos son:
Esferas de conexión