metais na arquitetura

O METAL NA ARQUITETURACENTRO UNIVERSITÁRIO JORGE AMADOARQUITETURA E URBANISMO 6° SEMESTREDISCIPLINA: CONSTRUÇÃO E RESTAURAÇÃO

ALUNOS: CHAWANA BASTOS, LUCIANO BATISTA, TAMIRES OLIVEIRA

APRESENTAÇÃO Desde cedo o homem criou uma rica tradição de construir em pedra,

madeira e respectivos derivados, desenvolvendo ao longo do tempo gramáticas construtivas representativas de épocas e ideias.

Contudo, com os metais o progresso não foi tão linear. Os metais não existem na natureza em forma “pura” estando a sua utilização

dependente de evolução da tecnologia e processos de extração. O uso dos metais remonta a civilizações antigas, mas a aplicação em

arquitetura nesta época é restrita ou inexistente e somente após a Revolução Industrial começou a ser incluído na concepção e

caracterização dos espaços e edifícios.

Pretende-se apresentar a apropriação dos metais pela arquitetura, os principais intervenientes e momentos mais

marcantes, retratando um pouco do que é a história dos metais nas construções.

DEFINIÇÃO DE METAL

Entende-se por metal, do ponto de vista tecnológico, um elemento químico que existe como cristal ou

agregado de cristais, no estado sólido, caracterizado pelas seguintes propriedades: alta dureza, grande

resistência mecânica, elevada plasticidade (grandes deformações sem ruptura), relativamente alta

condutibilidade térmica e elétrica.

• Descoberta do metal (5.000a.C.)• Idade do Cobre;

CONTEXTO HISTÓRICOCONTEXTO HISTÓRICO

• Aparecimento da Metalurgia;• Aparecimento das Cidades;• Invenção da Roda;• Arado de Bois;

Com o cobre o homem desenvolve ferramentas cada vez mais eficientes, e com

a mistura de vários metais aumenta a qualidade do material.

CONTEXTO HISTÓRICOCONTEXTO HISTÓRICOO primeiro metal trabalhado pelo homem

Surgiu da necessidade de um material mais resistente. Resultado da mistura do cobre com estanho.BRONZE

É mais resistente mecanicamente que o bronze, mas a sua extração é mais difícil e complexa.FERRO

COBRE

Produzido através do método de “incarbonização” em que adicionava carbono ao ferro de modo a ser mais resistente.

AÇO

Material com novas propriedades que começou a ser utilizado a partir do século XX.

ALUMÍNIO

O uso dos metais, nesse período, foi o principal fator para o aperfeiçoamento dos instrumentos e das técnicas usadas na

guerra, na caça e na agricultura.

CONTEXTO HISTÓRICOCONTEXTO HISTÓRICO

O desenvolvimento dessas atividades levou ao surgimento das primeiras povoações, com a formação de pequenas vilas e cidades.

A EVOLUÇÃO DO METAL A EVOLUÇÃO DO METAL NA ARQUITETURANA ARQUITETURA

• O movimento moderno é o grande impulsionador dos metais na arquitetura.

•Para que a arquitetura pudesse sofrer uma evolução foi necessário dar atenção a materiais que suscitassem novas

técnicas construtivas.• Desde as civilizações antigas o homem já utilizava o metal

de maneira limitada.• O primeiro grande avanço aconteceu com o uso dos

metais na fabricação de utensílios e objetos de decoração.

A EVOLUÇÃO DO METAL A EVOLUÇÃO DO METAL NA ARQUITETURANA ARQUITETURA

SUMÉRIOS - usaram complexas formas chapas de cobre sob a forma de alto relevo, como elementos decorativos;

EGÍPCIOS – utilizavam cobre como elemento decorativo e bronze em grandes portas de templos e palácios

TEMPLO DO REI SALOMÃO, JERUSALEM- Grandes colunas,um tanque com capacidade para 60 mil litros de água e outras peças importantes em bronze;

GREGOS – faziam uso do ferro forjado para fixação de blocos através de grampos que uniam elementos de pedra e nas portas dos templos.

Em meados do século XIX, deu-se a grande evolução na

arquitetura dos metais com a Revolução Industrial.

A EVOLUÇÃO DO A EVOLUÇÃO DO METAL NA METAL NA

ARQUITETURAARQUITETURAROMANOS – faziam uso do ferro forjado para fixação de blocos – A cúpula do panteão era originalmente revestida por chapa de cobre. Utilizavam também o cobre nas portas decoradas

IDADE MÉDIA – faziam uso do ferro forjado nas grandes catedrais em abóbadas para melhor estabilidade e utilizavam fios de cobre para fixação de vitrais. Também era utilizado em portas de catedrais.

• Fim do séc. XVII • Série de acontecimentos em resposta

a crise social da época.• Influência direta na utilização de

metais em arquitetura.• Introduziu novos métodos de produção

dos materiais• A primeira ponte (1777-1779)• 1829 primeiras edificações com

estrutura em ferro fundido.

A REVOLUÇÃO A REVOLUÇÃO INDUSTRIALINDUSTRIAL

• A fluidez do ferro fundido liquido, possibilita formas complexas e exuberantes.

• Desenvolvimento da Indústria Siderúrgica Francesa.

• Desenvolvimento na produção do ferro.

• França e Inglaterra estavam à frente da Revolução Industrial e da modernidade da arquitetura.


• No século XIX, o uso do ferro generaliza-se por toda a cidade de Paris.

• Mercados, armazéns e pontes são construídos fazendo uso do ferro.

• Alguns arquitetos não aceitavam o uso do ferro mantendo-se fieis a construção em pedra.

• .Violet le Duc revolucionou a nova forma de aplicar materiais defendendo o uso do ferro com suas características peculiares.


• 1988 – Galeria de Maquinas e Torre Eifel.

• Descobertas ligadas a eletricidade vieram dar novos usos aos metais, devido à sua elevada condutibilidade elétrica.

• Há ainda a cidade de Chicago que sofreu um grande incêndio destruindo todo o centro da cidade e revolucionou a forma de construir em altura fazendo uso do ferro.


• No inicio do séc. XX nasce o Art Nouveau que utiliza o ferro tanto na ornamentação quanto na estrutura.

• O aço surge na estrutura de alguns edifícios, com expressão exterior, por não se encontrar revestida.

• A fachada consistia em paredes descontínuas de alvenaria e vidro, emolduradas pela estrutura metálica.

A ARTE NOVA A ARTE NOVA NA EUROPANA EUROPA

• Na Espanha as obras de Antoni Gaudi ganha destaque.(1852-1926).

Os edifícios ganham formas trabalhadas e sensacionais.

• Utiliza oo ferro forjado em guardas e portões com motivos naturalistas e míticos.

• A Arte Nova desempenha um papel fundamental na generalização do uso dos metais em edifícios comuns, tornando os

materiais de construção tão válidos como a pedra e a madeira.

A ARTE NOVA A ARTE NOVA NA EUROPANA EUROPA

GERALMENTE OBEDECE A DUAS FASES: A MINERAÇÃO E A METALURGIA

OBTENÇÃO DOS METAISOBTENÇÃO DOS METAIS

MINERAÇÃO: •A extração do minério pose ser

feita a céu aberto ou subterrâneo;

•A purificação pode ser feita por processos mecânicos ou

químicos.•Os processos mecânicos mais

comuns são a trituração, a classificação a separação

magnética e outros

METALURGIA• A extração do minério pode ser feita

através da redução, precipitação química ou eletrólise.

•Redução: com carbono e óxido de carbono a altas temperaturas que resulta o metal puro em estado de

fusão. •Precipitação simples usa uma reação química da qual resulte o metal puro.

•Eletrolítico só pode ser empregado em minérios que possam ser dissolvidos na

água.

AS LIGAS METÁLICAS SÃO MATERIAIS COM PROPRIEDADES METÁLICAS QUE CONTÊM DOIS OU MAIS ELEMENTOS,

SENDO QUE PELO MENOS UM DELES É METAL.

LIGAS METÁLICASLIGAS METÁLICAS

A produção das ligas metálicas se dá normalmente pelo aquecimento

conjunto dos metais, até que eles se fundam e se misturem

completamente; seguido de seu esfriamento e solidificação.

Ao misturar esses metais com outros metais ou outros elementos é possível conseguir materiais com as propriedades desejadas, com

maior dureza, menos reatividade assim por diante.

SÃO EXEMPLOS DE LIGAS METÁLICAS;

LIGAS METÁLICASLIGAS METÁLICAS

AÇO: tem mais resistência à tração que o ferro puro;

AÇO INOXIDAVEL: Não enferruja;

LATÃO: Fácil de moldar, flexibilidade e boa aparência;

BRONZE: Resistente à corrosão

Entre outros;

As ligas muitas vezes acabam sendo mais eficazes que os metais

puros e são preparadas com várias finalidades e usos.

Os materiais expressam-se visualmente ao ser humano através da sua opacidade, brilho e cor, que são perceptíveis através da interação destes com a luz. Estas características desempenham um papel importante no valor simbólico e artístico dos materiais;

PROPRIEDADES IMPORTANTES

Metais como o cobre, o ouro e a prata, que, por não se oxidarem facilmente em contato com o ar, mantêm o seu brilho e cor características

durante longos períodos de tempo.


Aparência: associados a sensações de frieza, rigidez e desconforto,

transmitidos pela sua aparência.

Condutibilidade Térmica: transmitem muito bem o calor e são dos

materiais que mais facilmente se podem moldar numa grande variedade

de formas.

Condutibilidade Elétrica: muito bons condutores de eletricidade.

Versatilidade: podem exercer funções estruturais, de proteção,

decoração, revestimento dentre outros;

Dureza: Podem ser extremamente duros, ou relativamente moles.

São propriedades importantes do metal;


Deformabilidade: facilidade de deformação plástica, e ductilidade sem

rupturas.

Resistência à Tração: Determina aumento do comprimento da barra a

qual foi submetida a força (deformação).

Duração: depende, primordialmente, da sua resistência e proteção

contra corrosão e de outros fatores;

Corrosão (ou Oxidação): é a transformação não intencional de um

metal, a partir de suas superfícies expostas;

Entre Outros;

PROPRIDADES• É um metal avermelhado e

brilhante.• Sua condutibilidade elétrica e

térmica, a ductibilidade bem como a resistência mecânica de suas ligas, são vastamente exploradas por praticamente todos os ramos da indústria.

• Suas características singulares expressam durabilidade, desafio da forma, beleza estética e resistência à corrosão.

METAIS E SUA APLICAÇÃO

COBREAPLICAÇÕES

• Revestimento de Coberturas • Revestimentos de Fachadas• Calhas e condutores das Águas Pluviais • Arquitetura de interiores em revestimentos internos tetos, paredes e portas. • Design – em peças ornamentais, equipamentos e utensílios domésticos, bem como em esculturas.

PROPRIDADES

• É a liga com 85 a 95% de cobre e 15 a 5% de estanho;

• Difícil oxidação, duro e flexível.• Alta condutibilidade térmica. • Cor vai de vermelho amarelado

até quase branco. • Quando exposto ao tempo por

muito tempo é recoberto por uma camada castanha escura de óxidos dos metais envolvidos em sua composição.

• Mais vantajoso que o cobre, além de ser um metal relativamente mole , confere beleza e resistência.


BRONZE

APLICAÇÕES

• Industriais como a fabricação de parafusos,conexões hidráulicas;• Nas artes plásticas;• Fabricação de sinos em virtude de sua ressonância• Fabricação de instrumentos musicais.• Objetos de decoração em lápides para túmulos e em estátuas.• Ferragens e ornatos, etc;

PROPRIDADES

• Pouco maleável, de coloração cinza prateado, baixa resistência à corrosão;

• O ferro é o metal mais usado, com 95% em peso da produção mundial de metal.

• É indispensável devido ao seu baixo preço e dureza;

• Trabalhando no estado líquido, permite a moldagem de desenhos ricamente detalhados.

• É utilizado principalmente para produção do aço.


FERRO

APLICAÇÕES

• Especialmente empregado em componentes estruturais de edifícios e automóveis;•É usado em grades, portões, e guarda-corpos decorativos.• Se aplica em pontes, aeroportos, complexos industriais. •Neste tipo de obras são utilizados os seguintes ferros: Barras, Vigas, Baldrames, Colunas, Arame, Estribos, etc;É utilizado principalmente para produção do aço.

PROPRIDADES

• São ligas metálicas de ferro com outros elementos;• É considerada aço uma liga metálica de ferro que contém menos de 2%

de carbono; se a porcentagem é maior recebe a denominação de ferro fundido.

• Têm diferentes graus de resistência mecânica, soldabilidade, ductilidade, resistência à corrosão, entre outros.

• Possui excelentes propriedades mecânicas: resiste bem à tração, à compressão, à flexão, e como é um material homogêneo, pode ser laminado, forjado, estampado, estriado;

• Menos dúctil que o ferro fundido, mais maleável, mais duro e mais flexível


AÇO

APLICAÇÕESPrincipalmente em estruturas, para reforço de concreto, barras, chapas e perfis para aplicações estruturais..Também existem aços especiais, resistentes à corrosão atmosférica - os patináveis e os inoxidáveis.

PROPRIDADES

• De grande reatividade, o alumínio não se encontra em estado puro, aparecendo geralmente em substâncias oxigenadas;

• É um Metal cinza claro, muito leve e com boas propriedades mecânicas.

• Tem boa condutibilidade elétrica e térmica. • Resistência à tração.• Resistência à corrosão.• Quanto mais puro o alumínio, maior a resistência à corrosão e menor

a resistência mecânica.


ALUMÍNIO

APLICAÇÕES

• Em fios e cabos elétricos, coberturas, revestimentos, esquadrias (portas, janelas, vitrôs), guarnições, arremates, etc.

• Pela sua resistência à corrosão é utilizado em embalagens de alimentos e bebidas e outros;

Os metais não são materiais estáveis quimicamente, pelo contrário, reagem com certa facilidade com substâncias existentes no meio

ambiente que os envolve. Como todos os metais são diferentes, a sua reatividade e velocidade de

reação variam, de acordo com as propriedades químicas distintas, do material.

Os mais comuns e principais problemas do uso de metais são oxidação, ferrugem, corrosão e patine verde.

METAIS E SUAS PATOLOGIAS

• A oxidação é um processo inverso daquele que ocorre da extração de metais.

• Enquanto a indústria metalúrgica tenta extrair o metal das impurezas, isolando o metal, este tende a voltar ao seu estado natural, reagindo com o ambiente.

• A presença de água em certos ambientes aceleram o processo natural de oxidação dos metais.

• Os metais oxidam-se de forma diferente, em alguns casos com efeito benéfico, em outros causando danos profundos no metal.

• Quando a oxidação se torna intensa, deteriorando o metal, considera-se que o material está sob a ação de corrosão


OXIDAÇÃO

CORROSÃOCORROSÃO• A corrosão é um tipo de deterioração que pode ser facilmente

encontrada em obras metálicas;• A corrosão ocorre porque os metais, com exceção do ouro e da

platina, possuem potenciais de oxidação maiores que os do oxigênio. Dessa forma, eles perdem elétrons para o oxigênio presente no ar.

• O material acaba perdendo suas qualidades essenciais, tais como resistência mecânica, elasticidade, ductilidade, estética, etc.

• Quando a corrosão está em níveis elevados, torna-se impraticável sua remoção, portanto a prevenção e controle são as melhores

formas de evitar problemas.• Existem vários tipos de corrosão


TIPOS DE CORROSÃOTIPOS DE CORROSÃO

• Mais comum e de fácil controle.• Consiste em uma camada de óxido

de ferro pouco aderente em toda a extensão do perfil, sendo caracterizada pela perda de massa e diminuição da secção transversal da peça.

• Ocorre devido à exposição direta do aço a um ambiente agressivo

1.1. CORROSÃO UNIFORMECORROSÃO UNIFORME


PREVENÇÃO E CONTROLEPREVENÇÃO E CONTROLE• Pode ser evitada com a inspecção regular da estrutura.• Dependendo do grau de deterioração da peça, pode-se apenas realizar

uma limpeza superficial com jato de areia e renovar a pintura antiga.


• Ocorre quando se utiliza metais diferentes.

• As peças metálicas podem se comportar como elétrodos e promover os efeitos químicos de oxidação e redução.

2. CORROSÃO GALVÂNICA2. CORROSÃO GALVÂNICA


PREVENÇÃO E CONTROLE• Ela é evitada através do isolamento dos metais ou da utilização de ligas

com valores próximos na série Galvânica..


• Este tipo de corrosão forma laminas de material oxidado e se espalha por debaixo dele até camadas mais profundas.

3. 3. CORROSÃO POR LIXIVIAÇÃO


PREVENÇÃO E CONTROLE• O combate a essa floculação é feito normalmente com tratamento

térmico.


• Ocorre em locais turbulentos onde o meio corrosivo se encontra em alta velocidade aumentando o grau de oxidação das peças.

ELA PODE SER DIMINUÍDA POR REVESTIMENTOS RESISTENTES, PROTEÇÃO CATÓDICA, REDUÇÃO DO MEIO AGRESSIVO E

MATERIAIS RESISTENTES À CORROSÃO.

4. 4. CORROSÃO POR EROSÃO


É resultante da soma de tensão de tração e um meio corrosivo. Essa tensão pode ser proveniente de encruamento, solda, tratamento térmico, cargas, etc.

COM O TEMPO SURGEM MICROFISSURAS QUE PODEM ACARRETAR UM ROMPIMENTO BRUSCO DA PEÇA ANTES DA PERCEPÇÃO DO PROBLEMA.

5. 5. CORROSÃO SOB TENSÃO


• Altamente destrutivo;• Gera perfurações em peças sem uma

perda notável de massa e peso da estrutura.

• Pode ser difícil de se detectar quando em estágios iniciais, pois na superfície a degradação é pequena se comparada à profundidade que pode atingir.

6. 6. CORROSÃO POR PONTOS


PREVENÇÃO E CONTROLE• As peças não devem acumular substâncias na superfície;• Deve-se efetuar a limpeza no local e se a estrutura não estiver

comprometida, pode-se cobrir o furo aplicando sobre ele um selante especial.


• Ocorre em locais que duas superfícies estão em contato ou muito próximas;

• O processo de corrosão se concentra na parte mais profunda da fresta, dificultando o acesso e o diagnóstico desse problema.

7. 7. CORROSÃO POR FRESTAS


PREVENÇÃO E CONTROLE• Se a corrosão estiver em estágio inicial, pode-se recorrer à

limpeza superficial, secagem do interior da fenda e vedação com um líquido selante, aplicando-se posteriormente um revestimento protetor;

• Se estiver em nível avançado, torna-se necessário o reforço ou substituição de peças.


• Todos os defeitos que contenham cantos vivos, locais para depósito de solução aquosa ou exposição do material não protegido, podem vir a apresentar essa corrosão.

• Por seu tamanho diminuto, as ranhuras muitas vezes passam despercebidas em manutenções e se tornam visíveis somente quando o material oxidado aflora na superfície.

8. 8. CORROSÃO EM RANHURAS


PREVENÇÃO E CONTROLE• É importante a limpeza da superfície danificada, removendo-se todas as

impurezas do local. Por não serem em geral muito degradantes, essas ranhuras podem ser pintadas garantindo a interrupção da corrosão.

FERRUGEMFERRUGEM• A ferrugem é o resultado da oxidação do ferro. Este metal em

contato com o oxigênio presente na água e no ar se oxida e desta reação surge a ferrugem que deteriora pouco a pouco o material original.


PREVENÇÃO E CONTROLE• Para evitar que

as máquinas, ferramentas e demais objetos feitos de ferro se decomponham por causa da oxidação é necessário evitar que o entrem em contato com o oxigênio, o que pode ser obtido através da pintura, ou cobertura da superfície de ferro com óleo ou outras substâncias lubrificantes;

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PÁTINAPÁTINA• Pátina é um composto químico que se forma

na superfície de um metal. Se forma naturalmente, pela exposição aos elementos e ao clima, ou artificialmente, com a adição de produtos químicos por artistas ou metalúrgicos;


O CASO MAIS CARACTERÍSTICO É O DO COBRE;

Considera-se o cobre quimicamente inerte, por não reagir tão facilmente com o ambiente como

outros metais. Ele reage ao longo do tempo com o carbono e a água existente na atmosfera

especialmente poluída, criando uma patine verde que reveste o metal.

Esta alteração é visível em estátuas ou coberturas de edifícios de bronze.

PÁTINAPÁTINA


PREVENÇÃO E CONTROLE

As superfícies devem ser protegidas com tintas ou vernizes anti-corrosivos.

A aplicação de produtos que transformam o ferro em aço inoxidável pode ser considerada, com alguma liberdade, um processo de patinação, formando uma superfície resistente ao tempo.

Mais que saber desenhar espaço é necessário saber como o construí-lo, como o materializá-lo.

Os materiais são a base da arquitetura. Saber com o que se constrói limita a forma de construir.

Desde sempre, os materiais mais utilizados na construção são a pedra, seus derivados e a madeira. São materiais que se encontram na natureza facilmente e que não necessitam de um grande investimento

tecnológico para serem aplicados. Os metais, por terem um processo de extração e “purificação” mais complexo, surgiram mais tardiamente, mas vem sendo introduzidos

progressivamente na arquitetura desde há dois séculos. Torna-se, assim, fundamental o estudo destes materiais, enquanto materiais de construção, de forma a dar continuidade ao seu processo de integração na arquitetura.

CONCLUSÃOCONCLUSÃO

metais na arquitetura

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