arcos y arquitectura

ARCO

Arco es el elemento constructivo de directriz en forma curvada o poligonal, que salva el espacio abierto entre dos pilares 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. Tradicionalmente un arco está compuesto por piezas (hechas de piedra 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 métodos empíricos-geométricos que determinaban el grosor de los estribos, o de la resistencia necesaria de los firmes machones. Estos métodos empíricos-geométricos carecían de fundamento científico y se fundamentaban en la capacidad sobredimensionada de las estructuras de soporte, generalmente los estribos. 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 y el hormigón armado permitió igualmente la construcción de arcos continuos de gran tamaño. Cayendo su construcción más en el área de la ingeniería que en el de la arquitectura.

CARACTERÍSTICAS

Estructuralmente, 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 o arbotantes (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 estructura hiper estática (o estática mente 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 la arquitectura como lo son: las bóvedas y las cúpulas. Una bóveda se genera mediante traslación en 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. Una cúpula 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 denominado cimbra tiene como misión soportar el peso de los elementos del arco hasta que se encaja la clave. 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.

COLAPSO DE UN ARCO

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). 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. 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. 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). 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.

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:

• 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, intradós. 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 corona 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 extradós del arco.

HISTORIA DEL ARCO

El arco posee en la historia de la construcción un periodo de seis mil años. Aparece por primera vez en la arquitectura de Mesopotamia y se transmite a Europa, mediante su uso en Imperio Romano, hasta alcanzar su máximo esplendor en el siglo XVI.  Esto se produce debido a la intuición básica de los constructores medievales, que sin conocer la teoría del arco, construyen catedrales y puentes que permanecen edificados hasta hoy en día. La historia se puede decir que pasa por tres etapas, una primera en la que se elaboran arcos siguiendo la intuición y experiencia de los constructores, otra en la que se abstaren propiedades empíricas en modelos geométricos (algunos de ellos sin inspiración científica) y una tercera en la que los modernos modelos analíticos permiten saber como 'funciona un arco'.

TIPOS

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 axiales de tracción o compresión a lo largo de el eje longitudinal de las barras.Los arcos metálicos se diseñan según principios totalmente diferentes a los arcos de piedra. Esto se debe a que los metales son materiales que pueden resistir adecuadamente tanto tracción como compresión a diferencia de las construcciones en piedra y otros materiales cerámicos que sólo pueden resistir compresiones de importancia. La complejidad de conocimientos y técnicas constructivas han ido creciendo con el tiempo por lo que ha sido necesaria la especialización. De este modo, los arcos que se incluyen en grandes obras públicas, como los puentes, se consideran arcos de ingeniería e incluso en ciertas obras, tradicionalmente arquitectónicas, como en algunos estadios, la gran luz de los arcos, hace necesario aportar soluciones, tanto de arquitectura, como de ingeniería. Existen básicamente dos tipologías de arcos metálicos:

• Los arcos metálicos flexibles, formado por una pieza prismática curva que trabaja predominantemente en flexión.

 

USOS

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.

ARCOS DE:

HERRADURA:

Un arco de herradura es un arco ultrasemicircular o ultrapasado (cuya curva es más amplia que un semicírculo) y que tiene forma de herradura. Es probable que se trate de una creación de los antiguos indígenas prerromanos de la península Ibérica, de ahí pasó, a través de los romanos, al arte visigodo (siglo VII), los cuales fueron quienes le dieron su primer impulso importante. De los visigodos pasó al arte hispanomusulmán y, de ahí, pasó al arte mozárabe y almudéjar.

El arco visigodo es menos cerrado que el musulmán, que, además, éste tiene muchas veces la rosca excéntrica.
 

MEDIO PUNTO:

El arco de medio punto, en arquitectura, es un tipo de arco que en el intradós tiene la forma de un semicírculo. Es el elemento principal de la arquitectura abovedada, formando las de cañón. Antiguamente solía estar conformado por dovelas de adobe, ladrillo o piedra (véase también:fábrica). 
 

BÓVEDA DE CAÑÓN:

La bóveda de cañón o también bóveda de medio cañón es tipo de bóveda que posee una sección semicircular, generada por la prolongación de un arco de medio punto a lo largo de un eje longitudinal. Sus paramentos presentan la forma de media superficie cilíndrica (similar al ánima de un cañón). Por extensión, todas las bóvedas generadas por un arco directriz son de cañón, si es rebajado la bóveda es de cañón rebajado, si es carpanel será una bóveda de cañón en carpanel, y si es ojival será bóveda cañón apuntado, etc. se denominan, impropiamente, bóvedas de cañón corrido. Este tipo de bóvedas va generalmente reforzado con un tipo de arcos denominados fajones (o arcos peripaños). El empleo de bóvedas de medio cañón tiene como resultante un empuje horizontal considerable, dicho empuje se absorbe mediante el empleo de estribos: contrafuertes o muros de contención. El abandono de este tipo de bóveda se hizo en beneficio de la bóveda de arista que empleaba menos material para unas prestaciones muy superiores de luz entre los vanos.

 

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 románico y el renacimiento, que se desarrolló en Europa Occidental —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.

La arquitectura gótica puso especial énfasis en la ligereza estructural y la iluminación de las naves del interior de los edificios. Surgió del románico pero acabó oponiéndose a la masividad y a la escasa iluminación interior de sus iglesias. Se desarrolló fundamentalmente en la arquitectura religiosa(monasterios e iglesias), teniendo su cumbre en la construcción de grandes catedrales, secular tarea en que competían las ciudades rivales; aunque también tuvieron importancia la arquitectura civil (palacios, lonjas comerciales, ayuntamientos, universidades, hospitales y viviendas particulares de la nueva burguesía urbana) y la arquitectura militar (castillos y murallas urbanas).

Los dos elementos estructurales básicos de la arquitectura gótica son el arco apuntado u ojival y la bóveda de crucería, cuyos empujes, más verticales que el arco de medio punto, permiten una mejor distribución de las cargas y una altura muy superior.
 

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, persas y árabes) y septentrional (celtas, germánicos, normandos) que se formó en la Europa cristiana durante los primeros siglos de la baja Edad Media. 

La época en que se considera que se desarrolla el estilo románico comprende los siglos XI y XII, sin exclusión de otros siglos anteriores y posteriores, pues aunque algunos edificios del siglo X tal vez ya puedan calificarse de románicos, se erigieron otros verdaderamente tales en diversas zonas (especialmente, en Asturias y Galicia) durante la época gótica hasta casi alcanzar el Renacimiento.

La división más común que puede mantenerse del estilo Románico es entre el Románico sencillo y el Románico de transición dando a este segundo grupo un valor secundario y considerándolo como una variante del primero, con tal de incluir en él los edificios de aspecto románico que ostenten algunos arcos ojivales o apuntados sin cubrirse con bóvedas de crucería. Este segundo grupo empieza en el siglo XI pero no se hace común hasta mediados del mismo siglo e incluso entonces coexiste con el primero.

 

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 Normandía 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.

 

CISTERCIENSE:

La orden cisterciense nació como una reforma de la cluniacense con el deseo de eliminar todo el peso que ejercía en la vida temporal. Pero la verdad es que la organización perfecta del trabajo terminaría en riqueza y la orden sería víctima del defecto que en origen censuró. San Bernardo pregona la renuncia implacable a los bienes del mundo como única manera de alcanzar los beneficios eternos. Se potencia el trabajo y ampara todo género de empleos y ocupación

La arquitectura cisterciense es protagótica, pero no todo lo gótico surgió como derivación del arte cisterciense. El lema cisterciense era austeridad frente a la riqueza de la orden de Cluny. Por otra parte no todo lo cisterciense es primordialmente gótico. Los monjes blancos del Císter pregonan que la altura de los templos constituye un insulto a Dios y una prueba de orgullo, lo cual no puede ser más antigoticista. La reducción de la altura implica la supresión del elemento intermedio entre las arquerías y las ventanas: el triforio o la tribuna. La austeridad al mismo tiempo es hija de la economía. El ahorro parece haber sido la norma fundamental de esta arquitectura. De ahí la sencillez de las estructuras y la parvedad del ornato reducido a la más pura geometría. Se disminuyen las dimensiones, se ahorra masa, decoración, líneas y materiales. Los cistercienses usaron el arco apuntado, la bóveda de ojivas y el rosetón pero se mostraron muy inclinados a las configuraciones rectas en planos y alzados. Las ramas de ojiva descargan en apoyos preparados pero o bien son simples ménsulas o columnas que no llegan al suelo. El uso de estos falsos apoyos es una prueba de la indeterminación cisterciense para adoptar decididamente el gótico. Esta arquitectura tuvo su cuna en Borgoña, la época predilecta fue la segunda mitad del siglo XII pero tuvo una longevidad prolongada por todo el s. XIII. 
 

CATEDRALES

Una catedral es un templo cristiano, donde tiene sede o cátedra el obispo, siendo así la iglesia principal de cada diócesis o Iglesia Particular. La sede o cátedra episcopal es el lugar desde donde cada obispo preside y guía a su grey, enseñando, desde el servicio a la comunidad, la vida de fe y la doctrina de la Iglesia.

La Iglesia ortodoxa se refiere a sus catedrales como gran iglesia, aunque suele traducirse como catedral.

Las catedrales surgieron como una nueva construcción, o como evolución de una primigenia iglesia monacal elevada al estatus de catedral. Las actividades misioneras, el poder eclesiástico y las cuestiones demográficas son las que han ido determinando qué iglesias merecían y merecen el calificativo de catedral. 

En un principio, en el interior de las catedrales se impartían cátedras a todo tipo de estudiantes pero especialmente a seminaristas, concernientes en teología, gramática y latín. Poco a poco las actividades de la catedral se fueron extendiendo para realizar en ellas las prácticas del culto.