Tecnología e Informática/ICT
ARCOS - ARCHES
Es un elemento estructural curvo que cubre el espacio entre dos puntos de apoyo, diseñado para transmitir su propio peso y las cargas que soporta hacia los lados. Funciona principalmente a compresión, transformando cargas verticales en fuerzas oblicuas que empujan hacia afuera. Se encuentra en puentes, puertas, ventanas, iglesias, estadios y monumentos.
El misterio está en que cada piedra que compone el arco está suelta. Entonces, ¿ por qué no se cae?. La respuesta está en la forma de las piedras, que no son bloques rectangulares, sino que tiene los lados de diferente tamaño y de esta forma al posicionarse sobre el arco, el lado mayor se coloca en la parte superior y el menor en la parte de abajo del arco. A la piedra superior se le llama piedra clave. Veremos en la siguiente ilustración este detalle.
¿Cómo funciona estructuralmente?
A diferencia de una viga recta (dintel) que soporta peso mediante flexión, el arco aprovecha su geometría para dirigir todas las fuerzas hacia las bases (llamadas impostas).
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El principio de compresión: Las piezas que lo componen (llamadas dovelas) se presionan unas contra otras, lo que hace que la estructura sea cada vez más estable a medida que recibe más peso. La pieza central superior se conoce como clave.
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El empuje lateral: El arco no solo empuja hacia abajo, sino hacia los lados. Para evitar que los muros o pilares se separen y el arco colapse, estos empujes deben ser contrarrestados usando contrafuertes, muros muy gruesos o tensores.
Los arcos en una estructura se utilizan principalmente para salvar vanos o aberturas y soportar cargas pesadas distribuyendo el peso hacia los lados. En lugar de transferir la presión directamente hacia abajo (como los dinteles rectos), el arco desvía el peso mediante fuerzas de compresión hacia los pilares o muros de soporte.
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Los usos y aplicaciones más comunes incluyen:
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Puentes y acueductos: Su forma curva permite soportar grandes pesos a lo largo de claros amplios. Son vitales en la ingeniería civil para soportar el tráfico pesado.
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Cubiertas y techos (bóvedas): Los arcos sirven de base para crear bóvedas y cúpulas, lo que permite techar espacios grandes como naves industriales, catedrales o estadios sin necesidad de columnas intermedias.
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Soporte en vanos (puertas y ventanas): Distribuyen el peso de la pared superior, evitando que el material se quiebre o colapse sobre el espacio abierto.
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Arcos de descarga: Se construyen dentro de un muro macizo para desviar el peso de la estructura hacia los lados y liberar presión sobre aberturas más débiles o inferiores.
Collaborative Teamwork
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¿Por qué un arco no se cae? Explica y realiza el dibujo.
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Estructuralmente, ¿cómo funciona un arco?
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En qué consiste el principio de compresión y el empuje lateral en un arco.
4. Dibuja los elementos que conforman un arco al construirlo.
5. Nombra, explica y dibuja un ejemplo de cada aplicación de los arcos.
Reflexiona:
Si los arcos han sido utilizados desde hace miles de años, ¿por qué crees que los ingenieros aún los utilizan en la actualidad?