Exacta v6n2 3h987

Artigos

259Exacta, So Paulo, v. 6, n. 2, p. 259-271, jul./dez. 2008.

Sasquia Hizuru ObataMestre em engenharia civil e doutoranda

em arquitetura FAAP;Engenheira Civil.

So Paulo SP [Brasil][email protected]

Arquitetura txtil: aplicaes em coberturas de eventos

Este artigo tem por objetivo apresentar os sistemas principais em arquitetura txtil e exemplos para coberturas de espaos destinados a eventos de todo o tipo. Para atender este objetivo o artigo est, primeiro, estruturado por uma contextualizao das arquiteturas txteis como um painel da evoluo e aplica-es na construo de coberturas para eventos. Na seqncia, encontra-se o item sobre as condies bsicas e direcionamentos tcnicos para aplicao das arquiteturas txteis para coberturas. O artigo finalizado com exemplos e descries da aplicao dessa tipologia arquitetnica e consideraes que justificam a aderncia desse sistema para a construo de coberturas para espaos de eventos.

Palavras-chave: Cobertura de eventos. Arquitetura txtil.

260 Exacta, So Paulo, v. 6, n. 2, p. 259-271, jul./dez. 2008.

1 Introduo

1.1 ContextualizaoUm das aplicaes mais vistas das arquitetu-

ras txteis, que se destacam pelas dimenses e for-

mas diferenciadas, so as coberturas de eventos,

apresentando-se, muitas vezes, para arquitetos e

engenheiros, como um potencial tecnolgico, por

seu contexto histrico e aplicaes atuais, fixadas

por Drew (1979) como a terceira gerao das pro-

dues arquitetnicas modernas.

As arquiteturas txteis, tambm conhecidas

como tensoestruturas, referem-se classe de es-

truturas em membranas que apresentam rigidez

em razo da geometria, que depende do estado

de tenso de trao, ou seja, trata-se de estruturas

tracionadas e/ou protendidas.

Fazem parte do conjunto de estruturas, de

forma ativa, sendo um sistema sujeito a uma nica

condio de tenso (ENGEL, 1997).

Tais arquiteturas so reconhecidas e utiliza-

das desde as mais antigas civilizaes, tanto em

tendas pelos povos nmades quanto nas mais di-

versas travessias de rios, crregos e vales, o que

viabilizou tambm o desenvolvimento e as con-

quistas histricas.

As aplicaes atuais, como edificaes de

maior durabilidade, esto atreladas prpria

evoluo da tecnologia dos materiais txteis e do

surgimento do ao, destacando-se como boom a

Revoluo Industrial, em que as construes das

coberturas atingiram grandes vos.

Um destaque especial deve ser dado ao arqui-

teto alemo Frei Otto, que, em meados dos anos

50, transps as arquiteturas txteis da condio

de uma construo rstica e desprovida de capa-

cidade estrutural para um tipo de estrutura leve e

de formas arrojadas, por meio de mtodos fsicos

e experimentais (ROLAND, 1989).

No caso de Frei Otto, o caminho de seus m-

todos seguia a construo de maquetes de arame

cobertas com bolhas de sabo, que eram posicio-

nadas na frente de um fundo branco com uma gra-

de milimetrada. Por meio de fotos retiradas desse

modelo, eram concebidas as coberturas, nas quais

a sombra nas fotos representava a cobertura ideal

ou, simplesmente, a superfcie minimal (OTTO;

RASCH, 1992).

Ainda hoje busca-se a forma e, algumas ve-

zes, o dimensionamento por meio de modelos e

maquetes e, em certos casos, com sensores (ex-

tensmetros) conectados; no entanto, j existem

softwares que no permitem apenas a busca da

forma, mas tambm a anlise de carregamentos,

dimensionamentos e cortes das membranas.

No Brasil, pode-se dizer que as arquitetu-

ras txteis ainda so consideradas incipientes em

aplicaes, alm de no participarem como dis-

ciplina de formao de arquitetos e engenheiros.

Entretanto, podero apresentar-se como oportu-

nidade, dado o anncio do Brasil como sede para

a copa de 2014, que poder exigir no s a cober-

tura de estdios, mas tambm locais temporrios

para eventos paralelos.

Como exemplo de aplicao das arquiteturas

txteis em coberturas de eventos, este trabalho

tem o palco do Rock in Rio, que pode ser conside-

rado uma das grandes obras no Brasil.

2 Os sistemas bsicos de arquitetura txtil para coberturas

Historicamente, a arquitetura txtil utiliza-

da desde as aes construtivas mais antigas e rudi-

mentares, como o uso de pele de animais ou o de

fios tranados (Figuras 1 e 2).

Cita-se o desenvolvimento das tecnologias

mecnicas por seu impacto nas construes de m-

quinas de transporte e nas edificaes engenhosas,

anotadas dinamicamente desde o Renascimento e

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reformuladas pelo novo pensamento criado na era

industrial e no fim do sculo 19, tendo os bales e

dirigveis como exemplo (Figura 3).

No entanto, somente no incio do sculo 19,

esse tipo de estrutura gerou, na engenharia e ar-

quitetura, aes de impacto caracterizadas como

contnuas no desenvolvimento de sistemas estru-

turais novos, alm de representar uma inteligncia

construtiva para os arquitetos (STACH, 2002).

Tal fato justificado pela maior compreen-

so dos conceitos fsicos e da evoluo nas apli-

caes das cincias, levando a aes de projetos

adequados e de maior preciso, promovendo o

desenvolvimento de novos materiais e processos

que incluem os bales e dirigveis que ressurgi-

ram como recurso compositivo no iderio da

construo de uma cidade instantnea do grupo

de arquitetos Archigram.

As propostas de coberturas instantneas do

grupo Archigram, representadas nas Figuras 4 e 5,

ocorriam em uma associao fluida, participante

de diversos concursos internacionais desde 1961, e

com vrias aplicaes de materiais txteis, segundo

Drew (1979).

Figura 1: Tenda negra de povos nmades Fonte: Oliveira, 2001

Figura 2: Ponte suspensa feita de cordas Fonte: Otto e Rasch, 1992.

Figura 3: Dirigvel N 6, de Alberto Santos Dumont, que venceu o prmio Deutsche, em 1901 Fonte: http://pt.wikipedia.org/wiki/Imagem:Dirigivelsantosdumont.jpg

Figura 4: Cidade instantnea do grupo de arquitetos Archigram, com membranas suspensas por bales Fonte: http://www.archigram.net/projects_pages/instant_city_4.html


Atualmente, reconhece-se a diversidade de

formas aplicadas de arquitetura txtil, como as

apresentadas nos itens 2.1 e 3 deste artigo.

Como direcionamentos s condies corren-

tes de aplicaes, seguem os sistemas mais utiliza-

dos e seus principais esforos, indicados por veto-

res (setas), nas figuras: sistema de tenda com apoio

externo (Figura 6); sistema de tenda com apoio in-

terno (Figura 7); sistema de tenda revestindo uma

malha estrutural (Figura 8), e tenda estruturada

pneumaticamente (Figura 9).

Nas tendas estruturadas pneumaticamente,

o ar pressurizado em volume fechado interna-

mente suporta o espao envolvente, estabilizan-

Figura 5: Cidade instantnea do grupo de arquitetos Archigram, com membranas suspensas por bales Fonte: http://www.archigram.net/projects_pages/instant_city.html

Figura 6: Tenda com apoio externoFonte: Os autores

Figura 7: Tenda com apoio internoFonte: Os autores

Figura 8: Tenda revestindo uma malha estruturalFonte: Os autores

Figura 9: Tenda estruturada pneumaticamenteFonte: Os autores

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do-o contra foras atuantes. A fora da membra-

na diretamente descarregada nas extremidades,

como na Figura 10.

2.1 Vos de alcance e materiais componentesA Tabela 1 apresenta um painel de formas de

aplicao relacionando os vos e materiais corren-

tes para esses sistemas.

Figura 10: Foras na tenda estruturada pneumaticamenteFonte: Os autores

Tabela 1: Definio de esquema estrutural de forma ativa, em face do material e vo a ser alcanado

Sistema Estrutural

Materiais Bsicos dos componentes

Vos em Metros

Tipo Exemplo Intervalo Total Intervalo adequado

Sist

em

as

de

Ca

bo

s

Sistemas de cabos paralelos

S metal Metal+Concreto armado

50 a 550 80 a 500

Sistemas de cabos radiais

S metal Metal+Concreto armado

30 a 250 60 a 200

Sistema de cabos biaxiais

S metal Metal+Concreto

armado/ +Madeira25 a 200 50 a 120

Fonte: adaptado de Engel, 1997


Sist

em

a d

e T

en

da

Tendas apoiadas diretas

Txtil + Metal /+ Madeira Plstico/ Membrana +

Metal/ +Madeira5 a 40 10 a 25

Tendas onduladas

Txtil + Metal /+ Madeira Plstico/ Membrana +

Metal/ +Madeira20 a 100 30 a 70

Tendas apoiadas indiretas

Plstico/ Membrana + Metal/ +Concreto

Txtil + Metal /+ Concreto 20 a 150 30 a 80

Sist

em

a P

ne

un

m

tico

Sistemas de controle de ar interno

Plstico/ Membrana + Metal

Sem estrutura de sustentao

10 a 50 10 a 40

Com estrutura de sustentao

70 a 300 90 a 220

Sistema de colcho ar colcho de ar

Plstico/ Membrana + Metal/ +Madeira/ +Con-

creto20 a 120 20 a 70

Sistemas de tubos de ar

Plstico/ Membrana 10 a 70 10 a 50

Continuao da Tabela 1

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2.2 Algumas consideraes sobre aplicabilidade das arquiteturas txteis A aplicabilidade dessa tipologia constru-

tiva est muito mais atrelada ao conhecimento

da tecnologia construtiva, sendo esta a primeira

desvantagem quanto aplicabilidade, ou seja, o

desconhecimento de alguns itens do potencial tec-

nolgico, a saber:

Apossibilidade,porsuaprprianatureza,de

gerar formas no tradicionais e complexas;

Ousodemateriaiscomoasmembranas,os

txteis e os filmes, e de novos materiais que

conferem uma formao topolgica singular;

Atrela-se a aderncia natural dos materiais

txteis aos conceitos de sustentabilidade e

atendimento ao meio ambiente, quanto

pequena quantidade de material que utiliza,

pelo aproveitamento da iluminao natural,

quanto translucidez ou transparncia;

Aoportunidadede constituir equipamentos

urbanos ldicos ou de impacto visual, que

permitam a aplicao de uma diversidade de

cores;

Ofatodeasestruturasseremcaracterizadas

ou mesmo compatibilizadas para atuar como

equipamentos de fechamento ou pele ativa

em inmeros projetos j realizados, como,

recentemente, o Cubo Aqutico de Beijin

e Ninho Estdio Nacional Olmpico da

Sist

em

as

de

arc

os

Arcos lineares

Concreto armado Madeira laminada

Metal15 a 100 25 a 70

Abbadas

Alvenaria 4 a 30 8 a 20

Abbadas reticuladas

Metal Madeira 10 a 150 20 a 90

Continuao da Tabela 1Fonte: adaptado de Engel, 1997


China e, no ano 2000, o Eden Park, todos

em ETFE (Etileno Tetrafluoretileno);

Agamadetiposdetecidosemembranasper-

mite sua utilizao tanto para obras de pe-

queno porte quanto de grande porte e gran-

des vos, como os apresentados na Tabela 1

deste artigo, e de acordo com a resistncia

estrutural ou no;

Devido oferta demembranas e tecidos es-

truturais de grande durabilidade, que atingem

a indicao de at 50 anos de garantia pelos

fabricantes, as arquiteturas txteis no mais

ficam confinadas ao patamar de construes

transitrias, e sim na qualidade de construes

permanentes e compatveis com os outros tipos

de materiais estruturais. Como comparativo,

indica-se aqui o concreto estrutural que tem

a durabilidade de 50 anos garantida para as

aes projetuais, construtivas e de manuten-

o para edifcios comuns, e de 100 anos, para

obras de arte. Essa indicao se faz compara-

tivamente, uma vez que as arquiteturas txteis

no possuem normas sedimentadas e aplica-

das ao Brasil, como o concreto e a madeira,

entre outros materiais que trazem a indicao

inclusive da escolha, segundo a agressividade

do meio, pela NBR 6118 (ABNT, 2003), para

as estruturas de concreto, e

Porserummaterialdefechamentoouvedao

muito leve, cerca de 1 a 3% do peso do vidro,

confere a essa tipologia construtiva a habili-

dade e aderncia s construes temporrias

e transitrias1 e equipamentos urbanos transi-

trios, ou seja, de atendimento a um evento ou

mesmo por prazo determinado.

Desse potencial h, sim, desvantagens suplan-

tadas por formas e intervenes tcnicas simples,

como o problema de condensao de vapores nas

coberturas, que so sanados pelo estudo adequado

da circulao interna dos vapores e gases e, em situ-

aes crticas, por meio da fixao de equipamen-

tos condensadores ou de ventiladores.

Outro exemplo a situao de conformao

de um ambiente-estufa, ou o problema de amor-

tecimento trmico, que pode ser sanado por meio

de camadas de membranas e tecidos, assim como

se realiza com outros materiais vedantes, ou com a

instalao de ventiladores e em condies extre-

mas de aspersores de gua.

Portanto, existem vrios problemas, mas as tc-

nicas so viabilizadas pelo conhecimento e entendi-

mento da tecnologia construtiva. No entanto, sob o

ponto de vista do processo projetual, nas arquitetu-

ras txteis, encontram-se dificuldades fsicas e com-

putacionais inerentes a sua constituio estrutural.

Tais dificuldades decorrem das solues ini-

ciais do projeto e conduzem a uma nica aproxi-

mao vivel, ou seja, por meio de simulaes e

solues numricas que exigem a aplicao com-

putacional razes levantadas por Lewis (1998) e

arroladas a seguir:

1 A ausncia da rigidez flexo da membrana

inviabiliza a previso da forma da estrutura,

uma vez que a configurao real de equilbrio

uma incgnita da anlise estrutural;

2 As cargas aplicadas, as tenses iniciais e a

configurao da membrana interagem e esta

ltima adapta sua configurao s cargas apli-

cadas;

3 A combinao das cargas aplicadas com as

tenses internas depende da curvatura da

membrana, que d origem a um conjunto de

equaes no-lineares de equilbrio;

4 A no-linearidade, geralmente, do tipo ge-

omtrico, e as deformaes permanecem nos

limites de linearidade da relao tenso-defor-

mao do material, e

5 A inabilidade da membrana para resistir s

tenses de compresso um fato que se d

pela manifestao de rugas na membrana, o

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que prejudica a esttica do projeto final e a m

distribuio das tenses internas.

Diante desses fatos, pode-se dizer que no con-

texto atual, h um pleno desenvolvimento de solu-

es para esses problemas, a partir dos quais j se

podem desenvolver mtodos computacionais para

ajudar os arquitetos e engenheiros em projetos de

arquiteturas txteis. No entanto, no Brasil, esses

programas fazem parte apenas das pesquisas aca-

dmicas e de certa falta de conhecimento do mer-

cado profissional. Diferentemente do Brasil, j exis-

tem tecnologias computacionais comercializadas

e em uso comum em diversos projetos na Europa,

Canad, Estados Unidos, Japo etc.

3 Exemplos de aplicaes: arquiteturas txteis em coberturas de eventos

A Figura 11 representa a primeira constru-

o de arquitetura txtil do mundo, projetada

por Shukhov, em 1896, localizada em Nizhny

Novgorod, Rssia.

Na Figura 12, encontra-se a cobertura retr-

til projetada por Bodo Rasch para o Pavilho da

Venezuela, na Expo2000, em Hannover.

A Figura 13, no mesmo evento do Pavilho

da Hungria, tambm representa uma cobertura

com txtil arquitetnico.

As Figuras 14 e 15 apresentam coberturas

pneumticas temporrias utilizadas no Reino Unido.

4 Cobertura de evento em arquitetura txtil: o palco do Rock in Rio

O palco do Rock in Rio 2001, Figura 16,

projeto do engenheiro civil Nelson Fiedler, foi o

maior palco executado at hoje: 88 metros de di-

metro em vo livre, partindo de uma geodsica

composta por icosaedros, formando uma malha

estrutural metlica dupla.

Figura 11: Construo da primeira arquitetura txtil Fonte: http://en.wikipedia.org/wiki/Vladimir_Shukhov

Figura 12: Pavilho da Venezuela, na Expo2000, em Hannover

Fonte: http://en.wikipedia.org/wiki/Expo_2000


A fundao consiste em uma sapata semicir-

cular nervurada, e a superestrutura corresponde

a uma trelia metlica tridimensional, geodsica,

formada por tringulos de icosaedros em dois pla-

nos sobrepostos. Veja o detalhe na Figura 17.

A superestrutura, projetada para absorver as

combinaes de esforos externos aplicados, rece-

Figura 14: Domo inflvel para eventos Fonte: http://www.inflate.co.uk/i-structures.html

Figura 15: Domo inflvel temporrio Fonte: http://www.inflate.co.uk/i-architecture.html

Figura 13: Pavilho da Hungria, na Expo2000, em Hannover Fonte: http://en.wikipedia.org/wiki/Expo_2000

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be como cobertura uma membrana de PVC po-

lister, com 11500m, projetada estruturalmente.

A superestrutura e a membrana de cobertura

configuram um conjunto estrutural que deve ser

analisado como uma tensoestrutura, uma vez que

a membrana encontra-se apoiada sobre mastros

areos suportados por tirantes conectados aos ns

da geodsica metlica, fixada base de concreto.

Para executar esta obra, foram utilizados

mtodos computadorizados, tornando possvel o

desenvolvimento da estrutura e dos mdulos de

sua cobertura.

Nesses mtodos, destaca-se um conjunto de

softwares especficos, desenvolvidos por Fiedler

para modelagem e anlise da membrana em sua

fase executiva, conforme Figura 18.

A membrana final consiste, ao todo, em 88

mdulos (Figura 19), subdivididos em 12 setores

que se ramificam em 6 subsetores, gerando 6336

peas, compondo um gigantesco quebra-cabeas,

que forma toda a cobertura final.

Independentemente de existirem diferentes

mdulos para executar esse grande laminado sin-

ttico, a soluo estrutural adotada para estabi-

lizar a forma desejada foi a mesma em todos os

casos, isto , no baricentro dos tringulos do pla-

Figura 16: Palco Mundo Rock in Rio 2001, projeto do engenheiro Nelson Fiedler Fonte: http://www.inflate.co.uk/i-architecture.html

Figura 17: Trelia tridimensional formada por tringulos de icosaedros Fonte: Obata, Fidler e Patrcio, 2001

Figura 18: Imagem grfica pr-execuo Fonte: Obata, Fidler e Patrcio, 2001


no mais externo, fixaram-se mastros telescpios

ligados por cabos atirantados em seus vrtices.

A soluo tensoestrutural se resume em

cada mastro, trabalhando a compresso e apoia-

do nos cabos, estende-se gerando trao vertical

na membrana, Figura 20.

Tomados esses conceitos e o conhecimento

de tensoestruturas, no s o palco, mas todas as

tendas do Rock in Rio foram executadas em ar-

quitetura txtil e demonstram que, alm de ser

uma tecnologia inovadora, trata-se de uma alter-

nativa aos sistemas estruturais convencionais.

6 Consideraes Finais

Acredita-se ainda que a arquitetura txtil es-

teja revestida pelo desconhecimento do meio aca-

dmico e profissional, embora sejam estruturas

de extrema beleza esttica, agregadas leveza e

capacidade de vencer grandes vos.

No entanto, as aplicaes em coberturas de

eventos propiciam no s uma mostra, mas tam-

bm uma configurao de avanos com que pou-

cos arquitetos e engenheiros ousaram se envolver

at o momento, ou mesmo no utilizaram da tec-

nologia construtiva das arquiteturas txteis.

Dessa forma, as coberturas de eventos, por

serem, normalmente, direcionadas a grandes p-

blicos, compreende-se o fato de exigirem grandes

vos e necessitarem de agilidade de montagem e

desmontagem, e de serem aptas aplicao de ar-

quiteturas txteis. Portanto, induzem um aumen-

to de seu uso e uma busca pelo conhecimento, o

que poder resultar no crescimento dos estudos e

de incrementos tecnolgicos, exigidos tanto para

os materiais empregados nesse tipo de estrutura

quanto pelos parmetros projetuais.

Citem-se, ainda, as prximas aes do poder

pblico para reformas e modernizao de estdios

que aquecero o mercado das arquiteturas txteis,

tendo em vista a aprovao do Brasil como sede

para a copa de 2014.

Fabric architecture: applications in coverings of events

The aim of this article is to present the systems in fabric architecture and examples of cover-

Figura 20: Esquemtico da soluo tensoestrutural adotada nos mdulos Fonte: Obata, Fidler e Patrcio, 2001

Figura 19: Mdulos grficos da cobertura Fonte: Obata, Fidler e Patrcio, 2001

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Nota1 Segundo o Cdigo de Obras de So Paulo (PMSP, 2008), so

obras de carter no permanente, passveis de montagem, desmontagem e transporte, tais como circos, galpes inflveis, caixas automticas implantadas em imvel distinto da agncia bancria, cabines de recepo de filmes, quiosques para venda de lanches etc.

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ings of spaces for events of the whole type. For this focus, this article is structured firstly by the context of the fabric architectures as a scheme of the evolution and applications in the construction of coverings for events. After this, there are the basic conditions and technical ways for application of the fabric architectures for covering spaces. The article is concluded with examples and descriptions of the application of this architectural typology and considerations that justify the adherence of this system for the construction of coverings for spaces of events.

Key words: Covering of events. Fabric architecture.

Recebido em 16 maio 2008 / aprovado em 3 nov. 2008

Para referenciar este texto

OBATA, S. H. Arquitetura txtil: aplicaes em coberturas de eventos. Exacta, So Paulo, v. 6, n. 2, p. 259-271, jul./dez. 2008.

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