Metais na Arquitetura.

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Uma breve introdução sobre a evolução dos metais na arquitetura e as suas patologias.

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Metais na Arquitetura.

  1. 1. O METAL NA ARQUITETURA CENTRO UNIVERSITÁRIO JORGE AMADO ARQUITETURA E URBANISMO 6° SEMESTRE DISCIPLINA: CONSTRUÇÃO E RESTAURAÇÃO ALUNOS: CHAWANA BASTOS, LUCIANO BATISTA, TAMIRES OLIVEIRA
  2. 2. 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.
  3. 3. 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.
  4. 4. • 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.
  5. 5. CONTEXTO HISTÓRICOCONTEXTO HISTÓRICO O 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
  6. 6. 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.
  7. 7. A EVOLUÇÃO DO METALA 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.
  8. 8. A EVOLUÇÃO DO METALA 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.
  9. 9. Em meados do século XIX, deu-se a grande evolução na arquitetura dos metais com a Revolução Industrial. A EVOLUÇÃO DOA EVOLUÇÃO DO METAL NAMETAL NA ARQUITETURAARQUITETURA ROMANOS – 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.
  10. 10. • 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 REVOLUÇÃOA REVOLUÇÃO INDUSTRIALINDUSTRIAL
  11. 11. • 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. A REVOLUÇÃOA REVOLUÇÃO INDUSTRIALINDUSTRIAL
  12. 12. • 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. A REVOLUÇÃOA REVOLUÇÃO INDUSTRIALINDUSTRIAL
  13. 13. • 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. A REVOLUÇÃOA REVOLUÇÃO INDUSTRIALINDUSTRIAL
  14. 14. • 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 NOVAA ARTE NOVA NA EUROPANA EUROPA
  15. 15. • 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 NOVAA ARTE NOVA NA EUROPANA EUROPA
  16. 16. 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.
  17. 17. 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.
  18. 18. 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.
  19. 19. 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.
  20. 20. PROPRIEDADES IMPORTANTES   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;
  21. 21. PROPRIEDADES IMPORTANTES   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;
  22. 22. 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  COBRE APLICAÇÕES • 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.
  23. 23. 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. METAIS E SUA APLICAÇÃO  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;
  24. 24. 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. METAIS E SUA APLICAÇÃO  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.
  25. 25. 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 METAIS E SUA APLICAÇÃO  AÇO APLICAÇÕES Principalmente 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.
  26. 26. 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. METAIS E SUA APLICAÇÃO  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;
  27. 27. 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
  28. 28. • 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 METAIS E SUAS PATOLOGIAS OXIDAÇÃO
  29. 29. 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 METAIS E SUAS PATOLOGIAS
  30. 30. 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 METAIS E SUAS PATOLOGIAS 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.
  31. 31. TIPOS DE CORROSÃOTIPOS DE CORROSÃO • 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 METAIS E SUAS PATOLOGIAS PREVENÇÃO E CONTROLE • Ela é evitada através do isolamento dos metais ou da utilização de ligas com valores próximos na série Galvânica..
  32. 32. TIPOS DE CORROSÃOTIPOS DE CORROSÃO • Este tipo de corrosão forma laminas de material oxidado e se espalha por debaixo dele até camadas mais profundas. 3.3. CORROSÃO POR LIXIVIAÇÃO METAIS E SUAS PATOLOGIAS PREVENÇÃO E CONTROLE • O combate a essa floculação é feito normalmente com tratamento térmico.
  33. 33. TIPOS DE CORROSÃOTIPOS DE CORROSÃO • 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 METAIS E SUAS PATOLOGIAS 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
  34. 34. TIPOS DE CORROSÃOTIPOS DE CORROSÃO • 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 METAIS E SUAS PATOLOGIAS 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.
  35. 35. TIPOS DE CORROSÃOTIPOS DE CORROSÃO • 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 METAIS E SUAS PATOLOGIAS 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.
  36. 36. TIPOS DE CORROSÃOTIPOS DE CORROSÃO • 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 METAIS E SUAS PATOLOGIAS 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.
  37. 37. 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. METAIS E SUAS PATOLOGIAS 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;
  38. 38. 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; METAIS E SUAS PATOLOGIAS 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.
  39. 39. PÁTINAPÁTINA METAIS E SUAS PATOLOGIAS 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.
  40. 40. 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

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