Arco, del latín arcas,
derivado del indoeuropeo arkw,1 es el elemento constructivo de directriz en forma curvada o poligonal, que salva
el espacio abierto entre dos pilare o muros. Depositando toda la carga que soporta el arco en los apoyos mediante una fuerza oblicua
que se denomina empuje. Funcional mente un arco se realiza en el lienzo de
un muro como coronación de una apertura o vano.2 Tradicionalmente
un arco está compuesto por piezas (hechas de tallada, ladrillo o adobe) denominadas dovelas, y puede adoptar formas curvas diversas que trabajan
siempre a compresión.
Este tipo de elemento constructivo es muy útil cuando se desea salvar espacios
relativamente grandes mediante el aparejo de
piezas de reducidas dimensiones.
A pesar de ser un elemento sencillo, y que aparece de
forma natural en la construcción de estructuras desde antiguo, su
funcionamiento no fue comprendido científicamente hasta el primer tercio del
siglo XIX. Con anterioridad para su diseño se empleaban empíricos
geométricos que determinaban el grosor de los estribos, o de la
resistencia necesaria de los firmes machones. Estos métodos constructivos carecían de fundamento
científico y se fundamentaban en la capacidad sobredimensionada de las
estructuras de soporte, generalmente los estribos.3 El
nacimiento de nuevas teorías a mediados del siglo XIX resolvieron en gran
medida la teoría del arco, de su trabajo, y de las causas de su desplome. El
empleo de nuevos materiales constructivos, a comienzos del siglo XX, como era
el hierro, el acero el armado permitió igualmente la
construcción de arcos continuos de
gran tamaño.4 Cayendo
su construcción más en el área de la ingeniería que en el de la arquitectura.
Características
Estructural mente, un arco funciona como un conjunto de elementos que transmiten las cargas, ya sean propias o provenientes de otros elementos, hasta los muros o pilares que lo soportan. De esta forma el arco es un sistema en equilibrio. Por su propia morfología las dovelas están sometidas a esfuerzos de compresión, fundamentalmente, pero transmiten empujes horizontales en los puntos de apoyo, hacia el exterior, de forma que tiende a provocar la separación de éstos. Para contrarrestar estas acciones se suelen adosar otros arcos, para equilibrarlos, muros de suficiente masa en los extremos, o un sistema de arriostramiento mediante contrafuertes oarbotantes (dando lugar a los arcos apuntados y a la bóvedas de crucería). Algunas veces se utilizan tirantes metálicos, o en algunas ocasiones de madera, para sujetar las dovelas inferiores. Un arco desde el punto de vista del análisis estructural es en definitiva una estructurahiperestática (o estáticamente indeterminada) de tercer grado. Es por esta razón por la que que tres articulaciones harían de un arco una estructura estáticamente determinada (isoestática). Esta idea permite averiguar el valor de la carga de rotura, o desplome de un arco.
A partir de la estructura de un arco se deducen otros elementos constructivos habituales en laarquitectura como lo son: las bóvedas y las cúpulas. Una bóveda se genera mediante traslaciónen el espacio de arcos iguales, adecuadamente trabados, para obtener finalmente un elemento constructivo "superficial"; si los arcos son de medio punto la superficie será semicilíndrica. Unacúpula se puede construir mediante la conjunción de arcos iguales que se apoyan en una circunferencia; si los arcos son de medio punto la superficie será semiesférica.
Construcción
Desde antiguo se elaboran los arcos mediante la colocación de una estructura auxilar que ofrece el soporte inicial de las dovelas antes de la colocación de la clave. Dicho soporte o armadura en forma de cercha (celosía de madera), que tradicionalmente, se le ha denominadocimbra tiene como misión soportar el peso de los elementos del arco hasta que se encaja la clave.3 Tras la colocación de la dovela central que cierra el arco (denominada clave) y permite el encaje de las piedras. Por regla general este último elemento del arco se suele encajar entre las contra-dovelas del arco a martillazos (generalmente con un martillo de madera) cerrando la estructura por completo.
Una vez encajada esta última piedra se procede al descimbrado, es decir al desmontaje de la estructura auxilar de madera. Justo en ese instante el arco, ya liberado de su cimbra, entra en carga. Las cimbras se elaboraban de madera y su empleo, por regla general encarecía la construcción de arcos. Gran parte del estudio de elaboración de arcos, consistía en poder hacerlos sin la necesidad de estas cimbras. Al ser retiradas las cimbras de madera, las dovelas del arco caen empezando a entrar en compresión unas con otras. Es por esta razón por la que el descimbrado se realizaba con sumo cuidado, y en un orden preciso. De esta forma no se sometía al arco a tensiones añadidas o descentradas. Existe en la literatura ejemplos de desplome de arcos en el proceso de descimbrado.
Construcción
Desde antiguo se elaboran los arcos mediante
la colocación de una estructura auxilar que ofrece el soporte inicial de las
dovelas antes de la colocación de la clave. Dicho soporte o armadura en forma
de cercha (celosía
de madera), que tradicionalmente, se le ha denominadocimbra tiene como misión soportar el peso de los
elementos del arco hasta que se encaja la clave.3 Tras la
colocación de la dovela central que cierra el arco
(denominada clave) y permite el encaje de las piedras. Por regla
general este último elemento del arco se suele encajar entre las contra-dovelas
del arco a martillazos (generalmente con un martillo de madera)
cerrando la estructura por completo.
Una vez encajada esta última piedra se procede al descimbrado,
es decir al desmontaje de la estructura auxilar de madera. Justo en ese
instante el arco, ya liberado de su cimbra, entra en carga. Las
cimbras se elaboraban de madera y su empleo, por regla general encarecía la
construcción de arcos. Gran parte del estudio de elaboración de arcos,
consistía en poder hacerlos sin la necesidad de estas cimbras. Al ser retiradas
las cimbras de madera, las dovelas del arco caen empezando a entrar en
compresión unas con otras. Es por esta razón por la que el descimbrado se
realizaba con sumo cuidado, y en un orden preciso. De esta forma no se sometía
al arco a tensiones añadidas o descentradas. Existe en la literatura ejemplos
de desplome de arcos en el proceso de descimbrado.
Desplome De Pieza
Un arco se colapsa cuando las dovelas que lo sostienen, pasan de ser una estructura en equilibrio, a ser un mecanismo. El ingeniero francés Philippe de la Hire es el primero en analizar como se fisura un arco. El proceso de descimbrado genera necesariamente fisuras en la estructura de un arco, debido al descenso de la clave y al asentamiento de las partes del mismo. La fábrica tiende a 'bajar' tras el descimbrado, esta operación hace que aparezcan grietas en el interior de la clave y en el los tercios del extradós (riñones).8 Estas fisuras deacomodamiento de las dovelas es muy natural, y da lugar a una situación de equilibrio fuera de la inicialmente calculada. Por regla general el desplome de la estructura se produce por un inadecuado cálculo de los estribos que deben soportar el arco, que por débil acaba produciendo su desencastramiento.
Dentro del análisis plástico de las estructuras en forma de arco. Para el análisis de desplomes se parte de tres hipótesis básicas.9 En primer lugar se supone que la resistencia a la compresiónes infinita, lo que supone entender que realmente el material del arco es capaz de soportar cualquier carga sin que se desmorone. Por el contrario la segunda hipótesis es que el material posea una resistencia a la tracción nula, . Y tercero que el desplome por deslizamiento de las dovelas es imposible, lo que supone que la resistencia o adhesión entre ellas es suficiente como para matener la estructura del arco en su forma inicialmente diseñada. A partir de estas tres hipótesis se formulan una serie de principios acerca de la estabilidad y desplome de los arcos.10 El primero de ellos se enuncia de la siguiente forma:
El colapso de un arco cargado no se producirá, si en cada estado sucesivo de carga que atraviesa la estructura es posible encontrar un estado de equilibrio estáticamente admisible.
En la teoría de colapso de arcos se puede decir que es un arco seguro cuando existe una línea de empujes estáticamente permitida en su interior. La expresión: estáticamente admisible, viene a indicar que la estructura de carga es acorde con las leyes de la estática. Este principio nace de la observación de arcos agrietados que sobreviven durante siglos en una configuración de equilibrio, diferente de la inicialmente diseñada. Dentro de la misma línea se tiene un segundo principio del colapso de un arco:
El colapso de un arco se producirá si puede encontrarse una configuración de colapso cinemáticamente admisible.
Una configuarción de colapso es una estructura en la que surge un cierto número de rótulas (o articulaciones). Es decir, un arco se desploma cuando aparecen en el tantas rótulas que se acaba convirtiendo en un mecanismo (cinemático o con movimiento).5 La aparición de rótulas permite que el arco se encuentre en un equilibrio inestable. Este principio hizo que se estudiase con detalle la aparición de rótulas, así como su relación con el principio de los trabajos virtuales.11
Arquitectura gótica
La arquitectura gótica es la forma artística sobre la que se formó la definición del arte gótico, el estilo artístico, comprendido entre el románicoy el renacimiento, que se desarrolló en Europa Occidental la —cristiandad latina— en la Baja Edad Media, desde finales del siglo XII hasta el siglo XV, aunque más allá de Italia las pervivencias góticas continuaron hasta los comienzos del siglo XVI.
El vocablo «gótico» es el adjetivo correspondiente a godo y fue utilizado en este contexto por primera vez por el tratadista florentino Giorgio Vasari(1511–1574), quien en su famosa obra de biografías de pintores toscanos, incluye varios capítulos sobre el arte en la Edad Media. En sentido peyorativo usó este término para denominar la arquitectura anterior al Renacimiento, propia de los bárbaros o godos, cuyos componentes le parecían confusos, desordenados y poco dignos, por contraste a la perfección y racionalidad del arte clásico. En su propia época, se solía denominar como opus francigenum (estilo francés), por referencia al origen de la innovación. Paradójicamente, en la España del siglo XVI se calificaba al gótico final (isabelino o plateresco) como la forma de construir a lo moderno, mientras que la arquitectura clasicista que introducía el renacimiento italiano era vista como una forma de construir a la antigua o a lo romano.1
Arquitectura románica
Se llama estilo románico en arquitectura al resultado de la combinación razonada y armónica de elementos constructivos y ornamentales de procedencia latina, oriental (bizantinos, sírios, persasy árabes) y septentrional (celtas, germánicos, normandos) que se formó en la Europa cristiana durante los primeros siglos de la baja Edad Media.
ARQUITECTURA NORMANDA
La expresión arquitectura normanda se utiliza para referirse al estilo románico creado por los normandos en los diversos territorios en los que ejercieron su dominio o su influencia entre los siglos XI y XII. Crearon simultáneamente un gran conjunto de castillos y fortificaciones, incluyendo las torres normandas, pero también monasterios, abadías, iglesias o catedrales, en un modelo caracterizado por los arcos redondos (especialmente sobre puertas y ventanas) y por sus proporciones masivas.
Estos estilos arquitectónicos románicos nacidos en Normanda se extendieron por el norte de Europa occidental, especialmente en Inglaterra, país que contribuyó considerablemente al desarrollo de este estilo y donde se conservan el mayor número de ejemplares arquitectónicos del mismo. Hacia la misma época, una dinastía normanda reinaba en Sicilia, donde su presencia generó una variación particular, igualmente llamada arquitectura normanda o, alternativamente, arquitectura románica siciliana, y que incorpora influencias procedentes de la arquitectura bizantina o de la primera arquitectura arábiga.
ARQUITECTURA CISTERCIENSE
Se denomina arte cisterciense al desarrollado por los monjes cistercienses en la construcción de sus abadías a partir del siglo XII, momento de la expansión inicial de esta orden religiosa.
Sus construcciones prescinden de los adornos, en consonancia con los preceptos de su orden de ascetismo riguroso y pobreza, consiguiendo unos espacios conceptuales, limpios y originales. Su estilo se inscribe en el final del románico, con elementos del gótico inicial, lo que se ha llamado "estilo de transición".
La Orden, siguiendo la Regla de San Benito, observa el aislamiento y la clausura, por lo que este arte se desarrolla en construcciones interiores para el uso de los monjes: iglesia, claustro, refectorio o sala capitular. Estas dependencias se encuentran dispuestas generalmente de la misma manera.
La expansión de la Orden fue dirigida por el Capítulo General, integrado por todos los abades, aplicando un programa preconcebido en la construcción de los nuevos monasterios. El resultado fue una gran uniformidad en las abadías de toda Europa.
Su figura decisiva fue Bernardo de Claraval. Planificó y dirigió el diseño inicial (Clara val II, a partir de 1135), influyó en el programa de la orden y participó activamente en la construcción de nuevas abadías. A su muerte en 1153, la Orden había fundado 343.
ELEMENTOS DE UN ARCO
Hasta la aparición en el siglo XX de los arcos continuos. Los arcos estaban compuestos de diversos elementos. Algunos de ellos poseían denominaciones propias que se han ido comunicando en los diversos tratados de construcción. Los elementos principales que componen un arco de piedra son:27
- Las dovelas, son las piezas en forma de cuña que componen el arco y se caracterizan por su disposición radial. Las dovelas de los extremos y que reciben el peso del arco, se llaman salmer(es la primera dovela del arranque). La parte interior de una dovela se llama intradós y el lomo que no se ve por estar dentro de la construcción, trasdós. El despiece de dovelas es la manera como están dispuestas las dovelas en relación con su centro. Cuando las dovelas siguen los radios de un mismo centro se llama arco radial aunque ese centro no siempre coincida con el centro del arco: es el arco visigótico. Cuando las dovelas se colocan horizontales hasta cierta altura se llama arco enjarjado: es el arco mozárabe.
- La clave (a veces denominada también como corona28 o dovela central) es la dovela del centro, que cierra el arco. Es la última que se coloca en la cimbra, completando el proceso constructivo del arco. La clave suele ser la dovela de mayor tamaño, y para proporcionar estabilidad al arco es la más pesada. Las dos dovelas adyacentes a la clave se denominan contraclaves.
- La imposta (o arranque): Es una moldura o saledizo sobre la cual se asienta un arco o una bóveda. A veces transcurre horizontalmente por la fachada o los muros del edificio, separando las diferentes plantas. Al conjunto de dovelas desde el arranque hasta la clave se le denomina riñón.
- La enjuta (o albanega) es la parte de fábrica que cubre el extradós del arco (es decir descansa sobre los riñones del arco), por regla general se denomina a la fábrica entre dos arcadas sucesivas.
- La rosca es faja de material de fábrica que, sola o con otras concéntricas, forma un arco o bóveda. Se considera rosca a la porción de material constructivo entre el intradós y extraños del arco.
DIMENSIONES
- Centro. Puede estar por encima o por debajo de la imposta. Puede haber más de un centro.
- Flecha. Altura del arco que se mide desde la línea en que arranca hasta la clave.
- Luz. Anchura de un arco. En algunas ocasiones se denomina también intercolumnio.
- Semiluz. Mitad de la anchura de un arco.
- Esbeltez. Relación entre la flecha y la luz. Se expresa generalmente como fracción (1/2, 1/4, etc.)
- Vértice. Punto más alto del arco.
- Línea de arranque. Punto de transición entre la jamba o imposta y el arco.
Durante el periodo histórico que va desde la edad media hasta finalizado el periodo de arquitectura gótica se han empleado estas dimensiones en los diseños de arcos. En muchos casos por mantener una proporción estética, en otros como una especie de regla empírica que permitía el diseño de los mismos, así como la transmisión del conocimiento en sucesivas generaciones de arquitectos.
TIPOS DE ARCOS
Dependiendo de la forma geométrica del intradós en el frente del arco, existe una numerosa cantidad de denominaciones de arcos. Cada estilo arquitectónico se ha caracterizado por un tipo propio de arco, cada época o cultura. Incluso por cada arquitecto. Cabe la posibilidad de que el primer arco fuese el arco de medio punto (semicircunferencia), y a partir de él se fuesen configurando los demás. Por ejemplo, aquellos arcos en los que la clave se encuentre por encima del arco de medio punto se denominan apuntados. Mientras en los que la clave se encuentre por debajo se denominan rebajados. Debido a la funcionalidad del arco a veces existen otras posibles clasificiaciones, arcos estructurales con capacidad tectónica en la edificación (como son los arcos botantes, los arcos ciegos), monumentales (como los arcos de triunfo), etc.
Arcos conmemorativos
Los arcos conmemorativos son los monumentos erigidos para celebrar un acontecimiento de gran relevancia histórica, generalmente una importante victoria militar. De origen en la Antigua Roma, su empleo se ha perpetuado hasta la actualidad. Normalmente, son grandes monumentos pétreos prismáticos, conformados a modo de una gran puerta rematada en forma arqueada. La misión del arco en este caso es meramente ornamental, careciendo de significación. Este tipo de arcos se ubica por regla general a la entrada de ciudades importantes, o de capitales. En muchos casos hacen de puerta de acceso.
Arcos continuos
- Los arcos metálicos rígidos en celosía, formado básicamente por multitud de barras unidas en sus extremos que trabajan sometidas a esfuerzos axialesde tracción o compresión a lo largo de el eje longitudinal de las barras.
- Los arcos metálicos flexibles, formado por una pieza prismática curva que trabaja predominantemente en flexión.
USOS DE UN ARCO
El uso más tradicional de un arco ha sido, ya desde antiguo como una forma de salvar un vano o abertura en el paramento de un edificio. Debido a su particular capacidad para transformar los empujes verticales del peso del edificio edificio, en componentes más 'horizontales', se ha empleado como soporte, al mismo tiempo que forma de apertura de muros. En muchos casos su existencia da lugar a una ventana, a una puerta o acceso en general. Tal es el caso de la función de los arcos como elementos de soporte en los contrafuertes de las catedrales. Su uso en la construcción de puentes (en los denominados arcos de puentes) ha sido fundamental. El empleo de conjuntos de arcos encadenados en una secuencia: pórticos.
Poco a poco con la aparición de nuevos materiales contructivos el arco fue reduciendo su uso exclusivo en ciertas obras de ingeniería civil. Los arcos en la actualidad se emplean en contadas ocasiones, muchos de los casos son elementos decorativos y ornamentales alejados de su función primorcial. En algunos casos empleados como monumentos conmemorativos.
La arquitectura es el arte y técnica de proyectar y diseñar edificios, otras estructuras y espacios que forman el entorno humano. La palabra «arquitectura» proviene del griego αρχ (arch, cuyo significado es ‘jefe’, ‘quien tiene el mando’), y τεκτων (tekton, es decir, ‘constructor’ o ‘carpintero’). Así, para los antiguos griegos el arquitecto es el jefe o el director de la construcción y la arquitectura es la técnica o el arte de quien realiza el proyecto y dirige la construcción de los edificios y estructuras, ya que la palabra Τεχνη (techne) significa ‘saber hacer alguna cosa’. De ella proceden las palabras «técnica» y también «tectónico» (‘constructivo’).
Se llama estilo románico en arquitectura al resultado de la combinación razonada y armónica de elementos constructivos y ornamentales de procedencia latina, oriental (bizantinos, sírios, persasy árabes) y septentrional (celtas, germánicos, normandos) que se formó en la Europa cristiana durante los primeros siglos de la baja Edad Media.
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