Análisis Arquitectónico, Diapositivas de Proyectos Arquitectónicos

¡Descarga Análisis Arquitectónico y más Diapositivas en PDF de Proyectos Arquitectónicos solo en Docsity!

katherineAguirre, Sanmy Guiallas^0

LA EVOLUCIÓN DE USO DE MATERIALES METÁLICOS EN LA

CONSTRUCCIÓN

AGUIRRE FARFAN KATHERINE MICHELLE KATHERINEAGUIRRE, SANMY GUIALLAS

RESUMEN

Los materiales metálicos han sido fundamentales en la construcción, desde su uso en la antigüedad con el cobre y hierro para herramientas, hasta su rol clave en la arquitectura moderna. La Revolución Industrial permitió la producción masiva de hierro y acero, lo que transformó las técnicas constructivas, dando lugar a grandes estructuras como puentes y rascacielos. En el siglo XX, el acero se consolidó como el material principal en la construcción debido a su resistencia y versatilidad. Hoy, metales como acero, aluminio y cobre se utilizan tanto en estructuras como en elementos decorativos. La sostenibilidad se ha vuelto una prioridad, impulsando el uso de acero reciclado y prácticas de economía circular. Tecnologías emergentes como la impresión 3D en metal y los metales inteligentes están revolucionando el sector, mejorando la eficiencia y reduciendo el impacto ambiental. ABSTRACT Metallic materials have been fundamental in construction, from their use in ancient times with copper and iron for tools, to their key role in modern architecture. The Industrial Revolution enabled the mass production of iron and steel, which transformed construction techniques, giving rise to large structures such as bridges and skyscrapers. In the 20th century, steel established itself as the main material in construction due to its strength and versatility. Today, metals such as steel, aluminum and copper are used in both structures and decorative elements. Sustainability has become a priority, driving the use of recycled steel and circular economy practices. Emerging technologies such as metal 3D printing and smart metals are revolutionizing the sector, improving efficiency and reducing environmental impact.

AGUIRRE FARFAN KATHERINE MICHELLE KATHERINEAGUIRRE, SANMY GUIALLAS

1. Introducción Los materiales metálicos han desempeñado un papel esencial en la transformación del entorno construido, consolidándose como elementos clave en el desarrollo de la arquitectura y la ingeniería civil. Desde las primeras estructuras metálicas de la Revolución Industrial hasta los rascacielos y puentes contemporáneos de gran envergadura, el uso del metal ha evolucionado significativamente, impulsando avances técnicos, estéticos y funcionales que han redefinido los límites de lo posible en la construcción. Las propiedades intrínsecas de los metales —como su elevada resistencia mecánica, durabilidad frente a agentes externos, maleabilidad y capacidad de reciclaje— los han convertido en materiales altamente valorados en una amplia gama de aplicaciones constructivas. El acero, el aluminio, el cobre y otras aleaciones han sido utilizados no solo por su rendimiento estructural, sino también por su potencial expresivo dentro de un lenguaje arquitectónico moderno y tecnológico. Este informe tiene como objetivo analizar en profundidad la evolución del uso de los materiales metálicos en el ámbito de la construcción. Se examinará su trayectoria histórica, desde los primeros usos experimentales hasta su consolidación como elementos fundamentales en la arquitectura contemporánea. Además, se explorarán sus aplicaciones actuales en distintos tipos de edificaciones e infraestructuras, así como las innovaciones tecnológicas que están marcando nuevas tendencias en el diseño, fabricación y sostenibilidad de estos materiales. En un contexto global marcado por la búsqueda de soluciones más eficientes, sostenibles y resilientes, el estudio de los materiales metálicos resulta crucial para comprender su impacto en la construcción del futuro. Por ello, este análisis no solo busca revisar el pasado y el presente de

AGUIRRE FARFAN KATHERINE MICHELLE KATHERINEAGUIRRE, SANMY GUIALLAS estos materiales, sino también anticipar los desafíos y oportunidades que enfrentarán en las próximas décadas dentro del sector de la construcción. (García, 2020).

2. Historia de los Materiales Metálicos en la Construcción

2.1. Antigüedad

En las primeras civilizaciones, como Egipto, Mesopotamia, Grecia y posteriormente Roma, los metales como el cobre, el bronce (aleación de cobre y estaño) y el hierro eran conocidos y utilizados principalmente para la fabricación de herramientas, armas, elementos decorativos y simbólicos. Aunque su aplicación en el ámbito estructural era limitada debido a las restricciones tecnológicas de la época, estos materiales permitieron a las antiguas culturas desarrollar un conocimiento empírico sobre sus propiedades físicas, como la ductilidad, la dureza y la resistencia a la corrosión. (Taupin, 1996). En algunas construcciones se incorporaron elementos metálicos a pequeña escala, como refuerzos en estructuras de madera o conexiones entre bloques de piedra. Este uso incipiente sentó las bases para el aprovechamiento estructural posterior de los metales, marcando el inicio de una relación entre arquitectura y metalurgia que evolucionaría con el paso de los siglos. (Dillmann,2003)

AGUIRRE FARFAN KATHERINE MICHELLE KATHERINEAGUIRRE, SANMY GUIALLAS metal en la arquitectura del siglo XIX y es una expresión del progreso tecnológico de la época.

2.3. Siglo XX: Consolidación del Acero como Eje Constructivo

Con el inicio del siglo XX y la invención del proceso de fabricación del acero mediante el convertidor Bessemer y otros métodos de afinación del hierro, el acero estructural se consolidó como el material preferido en grandes obras de ingeniería y arquitectura. Su elevada resistencia a la tracción y compresión, junto con su ductilidad y capacidad de trabajo en formas variadas, lo hicieron ideal para estructuras complejas, altas y ligeras. Durante esta etapa, el acero permitió el auge de los rascacielos en ciudades como Nueva York y Chicago, marcando el nacimiento de la arquitectura vertical. También se extendió su uso en puentes colgantes, estadios, hangares, estaciones de tren y otras infraestructuras de gran escala. (García ,2020) Además, el desarrollo de técnicas como la soldadura eléctrica reemplazó progresivamente el uso de remaches, permitiendo uniones más resistentes, rápidas y estéticas. Asimismo, la aparición de nuevas aleaciones metálicas y tratamientos superficiales amplió las posibilidades de diseño y mejoró la resistencia a la corrosión y al fuego. El acero dejó de ser solo un elemento estructural para convertirse en protagonista del lenguaje arquitectónico moderno, integrándose también en fachadas, sistemas modulares y componentes prefabricados. (Buchanan,2005)

AGUIRRE FARFAN KATHERINE MICHELLE KATHERINEAGUIRRE, SANMY GUIALLAS

3. Tipos de Materiales Metálicos Usados en Construcción Los materiales metálicos juegan un papel fundamental en la industria de la construcción gracias a sus propiedades mecánicas, durabilidad y adaptabilidad a distintos sistemas constructivos. A continuación, se describen los metales más comúnmente utilizados, junto con sus características y aplicaciones más relevantes.

3.1. Acero

Propiedades destacadas: Alta resistencia a la tracción y compresión, excelente ductilidad, gran versatilidad en diseño estructural, soldabilidad y una elevada capacidad de reciclaje sin pérdida de calidad. 3.1.1. Usos principales: El acero es el material metálico más utilizado en la construcción moderna. Se emplea en la fabricación de estructuras portantes de edificios (vigas, columnas, cerchas), refuerzos para concreto armado (barras de refuerzo o varillas corrugadas), y grandes infraestructuras como puentes, estadios, torres de telecomunicaciones, y naves industriales. Su uso también es habitual en estructuras prefabricadas, sistemas modulares y fachadas de alto rendimiento. (Sun & Zhang, 2023).

3.2. Aluminio

Ventajas: Material liviano, con excelente resistencia a la corrosión atmosférica, buena conductividad térmica y eléctrica, y facilidad para ser moldeado o extruido en diversas formas y perfiles. 3.2.1. Aplicaciones comunes: Gracias a su ligereza y resistencia a agentes externos, el aluminio se utiliza ampliamente en sistemas de fachadas ventiladas, cubiertas ligeras, marcos de ventanas y puertas, cerramientos, sistemas de persianas y parasoles, así como en estructuras desmontables o temporales como

AGUIRRE FARFAN KATHERINE MICHELLE KATHERINEAGUIRRE, SANMY GUIALLAS Infraestructura urbana: Los metales son ampliamente utilizados en la construcción de infraestructuras clave como puentes, túneles, pasarelas peatonales y estaciones de transporte público. Su alta resistencia mecánica, durabilidad y capacidad de adaptación a diferentes formas los convierten en una opción ideal para proyectos que requieren seguridad, eficiencia y longevidad. Edificación: En el sector de la edificación, los materiales metálicos se emplean en estructuras de gran escala como torres de oficinas, centros comerciales, hospitales y complejos residenciales. Permiten una mayor libertad en el diseño arquitectónico gracias a su resistencia y ligereza, posibilitando espacios diáfanos y fachadas innovadoras. (Journal of Construction Engineering and Management,2016) Elementos no estructurales: Más allá del soporte estructural, los metales también se aplican en cerramientos, celosías, revestimientos de fachadas, barandas, pérgolas y mobiliario arquitectónico, aportando no solo funcionalidad sino también valor estético y expresividad material. Además, la construcción modular y la prefabricación metálica han ganado terreno como metodologías constructivas contemporáneas. Estas técnicas permiten fabricar componentes en planta y ensamblarlos in situ, lo que optimiza los tiempos de ejecución, reduce significativamente los residuos en obra y contribuye a una construcción más sostenible y eficiente. (García, 2020).

5. Tendencias Actuales y Futuras

AGUIRRE FARFAN KATHERINE MICHELLE KATHERINEAGUIRRE, SANMY GUIALLAS

5.1. Sostenibilidad

Uso de acero reciclado: La creciente conciencia ambiental ha impulsado el empleo de acero reciclado en la construcción y la industria metalúrgica. Este material conserva sus propiedades estructurales y reduce significativamente el consumo de recursos naturales y la generación de residuos. Economía circular aplicada a la metalurgia: Se promueve un modelo de producción que prioriza la reutilización, el reciclaje y la prolongación del ciclo de vida de los metales. Esto incluye el rediseño de productos metálicos para facilitar su desmontaje y recuperación al final de su uso. Optimización de procesos para la reducción de emisiones: Se están desarrollando e implementando tecnologías más limpias y eficientes, como hornos eléctricos alimentados por energías renovables, técnicas de captura de carbono y mejoras en la cadena de suministro para minimizar la huella de carbono del sector metalúrgico. (Sustainable Architecture 2021)

5.2. Innovación Tecnológica

Impresión 3D en metal: La manufactura aditiva ha revolucionado la producción de componentes metálicos, permitiendo la creación de formas complejas y personalizadas con alta precisión y un menor desperdicio de material. Esta tecnología está avanzando hacia una mayor automatización y escalabilidad industrial. ( Dyvik ,2019) Metales inteligentes: Se están desarrollando aleaciones con propiedades adaptativas, como los materiales con memoria de forma o los metales que responden a estímulos térmicos,

AGUIRRE FARFAN KATHERINE MICHELLE KATHERINEAGUIRRE, SANMY GUIALLAS Asimismo, se proyecta que el desarrollo de nuevas tecnologías, como los materiales inteligentes, las técnicas de fabricación digital y los sistemas constructivos de bajo impacto ambiental, continúe fortaleciendo el protagonismo de los metales en la arquitectura del futuro. Estos avances, impulsados por una creciente conciencia ecológica y la demanda de eficiencia energética, marcarán la pauta en el diseño y la construcción de espacios más sostenibles, resilientes y vanguardistas. (Journal of Sustainable Architecture, 2021).

7. Referencias 7.1. Buchanan, A. (2005). Industrial iron architecture in Britain: 1830–1870. Construction History , 21, 3– 21. 7.2. Cina, G., & Ferraro, G. (2019). How aluminum changed the world: A metallurgical revolution through technological and cultural perspectives. Technological Forecasting and Social Change , 143, 101–113. https://doi.org/10.1016/j.techfore.2019.03. 7.3. Corrosionpedia. (2020). Corrosion protection methods for structural steel. 7.4. Dillmann, P., Bernardi, P., & Fluzin, P. (2003). Iron in medieval monuments: Metallographic analysis of irons coming from the Palais des Papes in Avignon. ArchéoSciences , 27, 183–192. 7.5. Dyvik, S. H., Manum, B., Mork, J. H., & Luczkowski, M. (2019). Structural aluminium in architecture – The history and future of aluminium as a structural material. In Structures and Architecture: Bridging the Gap and Crossing Borders (pp. 799–806). CRC Press. 7.6. García, B. M. (2020). Architecture and steel: Reflection and analysis on the use of steel structures (in sight) as a concept in the history of architecture. Architecture , 4(3), 30.

AGUIRRE FARFAN KATHERINE MICHELLE KATHERINEAGUIRRE, SANMY GUIALLAS 7.7. Journal of Construction Engineering and Management. (2016). Prefabrication and modular construction with steel: Past and present, ASCE , 142(11), 04016087. 7.8. Journal of Sustainable Architecture. (2021). The future of steel in sustainable building design. Sustainable Buildings , 21(3), 203–215. 7.9. Rueda Márquez de la Plata, A., & Cruz Franco, P. A. (2023). Analysis of the first metallic works that represented a geometric innovation in their architectural application: The origin of the architecture-engineering dichotomy. Metals , 13(1), 32. 7.10. Sun, Y., & Zhang, X. (2023). The use of aluminum alloys in structures: Review and outlook. Structures , 57, 105290. 7.11. Taupin, J.-L. (1996). L'utilisation du fer dans les cathédrales gothiques: Le cas de Beauvais et de Bourges. Revue de l'Art , 113, 9–20. 7.12. Amoudruz, A., Bernardi, P., & Dillmann, P. (1997). Le fer dans l'architecture médiévale: Le cas du château de Vincennes. Revue d'Archéométrie , 21, 107–118. 7.13. Kluger, J. (2015). The science that made the Gateway Arch stand. Time. Recuperado de https://time.com/4081646/gateway-arch-stainless-steel/ 7.14. Mordfin, L. (2009). July 16, 1867: Concrete gets some positive reinforcement. Wired. Recuperado de https://www.wired.com/2009/07/dayintech- 0716 7.15. Picon, A. (2003). L'art de l'ingénieur: Constructeur, entrepreneur, inventeur. Centre Georges Pompidou. 7.16. Giedion, S. (1941). Space, time and architecture: The growth of a new tradition. Harvard University Press.