ESTRUTURA METÁLICA COMO OBJETO DE

ESTRUTURA METÁLICA COMO OBJETO DE INTERVENÇÃO E
RECUPERAÇÃO DE PRÉ-EXISTÊNCIAS (2011) 1
RUBIN, Ariane P.2; QUERUZ, Francisco3
1
Trabalho de Pesquisa _UNIFRA
Curso de Arquitetura e Urbanismo do Centro Universitário Franciscano (UNIFRA), Santa Maria, RS,
Brasil
3
Curso de Arquitetura e Urbanismo do Centro Universitário Franciscano (UNIFRA), Santa Maria, RS,
Brasil
E-mail: [email protected]; [email protected]
2
RESUMO
Neste trabalho são investigadas intervenções realizadas com estruturas metálicas em
edificações pré-existentes focando suas interfaces estruturais com materiais e sistemas construtivos
distintos. A primeira etapa do trabalho discute as características e propriedades do aço e sua
evolução no cenário brasileiro. Posteriormente as vantagens do seu uso no processo de intervenção
e recuperação de pré-existências, bem como as principais metodologias de intervenções. Em seguida
fundamenta-se o trabalho na análise do projeto de intervenção realizado na Pinacoteca do Estado de
São Paulo. Para o desenvolvimento deste, utilizou-se da consulta às fontes bibliográficas, com intuito
de ampliar as discussões sobre o mesmo, uma vez que, no Brasil, há pouca aplicabilidade e estudo
na área da utilização do aço em edificações pré-concebidas.
Palavras-chave: Intervenções em pré-existência; Estrutura metálica; Percepção ambiental.
1. INTRODUÇÃO
Com a crescente evolução das cidades, a disponibilidade de lotes vazios destinados à
construção civil está, cada vez mais, escassa no tecido das cidades se fazendo necessária a
reutilização e/ou reparação de espaços já existentes e/ou pré-concebidos, com o objetivo
principal de evitar a verticalização desordenada e compulsiva do tecido urbano.
Atendendo as novas demandas construtivas do mercado numa tentativa de diminuir o
impacto das mesmas no ambiente e de preservar patrimônios históricos come identidades
culturais de grande potencial de revitalização, o aço entra nesse campo de atuação se
mostrando um excelente material, tanto em suas características técnicas como mecânicas.
Por suas características e propriedades únicas, o aço se apresenta com uma grande
capacidade excepcional para a resolução de tais problemas, resolvendo grande parte da
1
demanda para esse tipo de projeto de recuperação de espaços, conforme afirmam Moraes e
Ribeiro (2010,p.1):
A presença do aço, devido a sua alta resistência, também viabiliza
estruturas mais leves, o que se mostra interessante ao lidar com estruturas
já existentes e que, muitas vezes, apresentam restrições quanto ao
carregamento. Além disso, as estruturas metálicas e os sistemas
industrializados possibilitam economia de material, alívio das cargas,
possibilidade de modulação, padronização dos componentes, facilidade de
montagem, escoramento e transporte e, conseqüentemente torna a
construção mais ágil e eficiente.
Assim, se tratando de intervenções em suas mais diversas tipologias como a
restauração, revitalização ou reabilitação, as estruturas metálicas ganham considerável
destaque por sua ótima aplicabilidade, tanto como elemento reparador ou consolidador.
2. PROPRIEDADES E VANTAGENS DO USO DO AÇO NO PROCESSO DE
INTERVENÇÃO E RECUPERAÇÃO DE PRÉ-EXISTÊNCIAS
Em decorrência da Revolução Industrial, que ocorreu principalmente na Inglaterra no
século XIX, a produção e fabricação do ferro ganhou então um crescente destaque na
construção civil, tornando-se um importante seguimento da área, sendo produzido em larga
escala e nas mais diferentes formas e finalidades (TEOBALDO, 2004).
A China lidera o ranking dos maiores produtores com larga vantagem sobre o
segundo lugar, o Japão. Os chineses produziram, em 2010, 626,7 milhões de
toneladas de aço. E com 32,9 milhões de toneladas de aço produzido em
2010, o Brasil ocupa a nona posição do ranking da associação mundial.
(TAVARES, 2011, p.1)
O aço é basicamente uma liga constituída de Ferro e Carbono, que pode conter
outros elementos químicos. O teor desses outros elementos é dosado de acordo com a
finalidade a que se destina, formando outros tipos aços, com diferentes graus de resistência
mecânica, ductilidade, soldabilidade, e resistência à corrosão.
De um modo geral esse material apresenta excelentes propriedades mecânicas,
resistindo à compressão, flexão e tração. É um material homogêneo que pode ter suas
propriedades térmico-químicas modificadas de acordo com a finalidade, pois influenciarão
diretamente
no
comportamento
dos
materiais,
bem
como
sua
aplicabilidade
e
dimensionamento no projeto a ser executado. Dentre suas propriedades, destacam-se a
elasticidade; platicidade; ductibilidade; resiliência; tenacidade; fluência; fadiga; dureza.
(FERRAZ, 2003)
2
Além disso, os sistemas construtivos em aço apresentam vantagens expressivas
sobre os sistemas construtivo convencionais de alvenaria e/ou concreto utilizados no Brasil:
a) liberdade no projeto de arquitetura; b) maior área útil; c) flexibilidade; d) compatibilidade
com outros materiais; e) menor prazo de execução; f) racionalização de materiais e mão-deobra; g) alívio de carga nas fundações; h) garantia de qualidade; i) antecipação do ganho; j)
organização do canteiro de obras; k) precisão construtiva; l) reciclabilidade; m) preservação
do meio ambiente e durabilidade (IBANA, 2011 ).
3. METODOLOGIAS DE INTERVENÇÕES DAS ESTRUTURAS
Existem, na Europa, duas metodologias de intervenções, que se distinguem de
acordo com o objetivo do projeto: os métodos conservativos, e os métodos de modificação
(TEOBALDO, 2004).
3.1 MÉTODOS CONSERVATIVOS
São intervenções realizadas com o objetivo de recuperar a eficiência de todos os
componentes estruturais da edificação. Essa metodologia se preocupa com a conservação e
perpetuação na obra no tempo, promovendo um acréscimo qualitativo em suas
características estáticas e funcionais. De acordo com o nível de consolidação e de sua
destinação de uso final, divide-se em três níveis:
3.1.1) Salvaguarda: Intervenção de caráter emergencial e provisório, que tem como
objetivo principal garantir a estabilidade da obra antes de ser executado o projeto final e
definitivo. Deve apresentar flexibilidade operativa de seu sistema construtivo, rapidez de
execução, fácil adaptação e reversatibilidade.
“Entende-se por salvaguarda qualquer medida de conservação que não implique a
intervenção direta sobre a obra”, segundo o art.4º da Carta Del Restauro italiana, de1972
(CURY, 2004).
3.1.2) Reparação : Intervenção de caráter definitivo, que tem como objetivo recuperar
a eficiência estática e estrutural original da edificação. É executada quando os danos
causados e encontrados na edificação em questão apresentam comprometimento da
estrutura e segurança dos ocupantes à longo prazo.
3.1.3) Reforço: De caráter definitivo, capacita a estrutura antiga à receber e suportar
3
novas cargas e esforços não previstos no projeto original. “Não prevê necessariamente uma
situação de instabilidade da estrutura, mas o acréscimo de capacidade portante, visando
atender a uma nova exigência funcional”. (TEOBALDO, 2004, p. 48).
Pode ser dividido de acordo com a intensidade em: reforço de melhoria (que Implica
na alteração de elementos estruturais individuais ou como um todo, a fim de se atingir um
determinado nível de segurança); e reforço de adequação (que implica em alterações
profundas de reestruturação, cuja atuação promove modificações em seu esquema estático).
3.2 MÉTODOS DE MODIFICAÇÃO
São intervenções realizadas com o objetivo de promover uma alteração no sistema
original estrutural e funcional da obra. Nessa metodologia se permite a modificação no
quadro distributivo de carregamento, tornando-se necessária a revisão de toda a parte
estrutural e volumétrica da edificação.
Teobaldo (2004) afirma que o nível de consolidação, consoante posicionamento de
relacionado a essa metodologia é a reestruturação são:
3.2.1) Reestruturação:
intervenção que modifica radicalmente o esquema
distributivo de carregamento total ou parcial da edificação em questão, promovendo ainda
uma alteração no volume original da obra, resistência e comportamento. Normalmente
realizada quando o novo projeto prevê uma nova destinação de usos e espaços. Essa
tipologia pode ser dividida em 4 de acordo com o nível de modificação realizado:
3.2.1.1) Inserção: quando a intervenção implica no acréscimo de uma nova estrutura
no interior da pré-existência, que transmitirá e auxiliará na distribuição dos novos
carregamentos previstos. Tal intervenção é de fácil identificação e respeita a estrutura e
identidade original da obra arquitetônica, onde o novo mantém uma leitura bastante clara e
do antigo. A nova estrutura é autônoma, resistente, leve e reversível.
Conforme Mazzolani (1991), esta é a operação que se configura como a que mais
respeita a velha estrutura e sua identidade arquitetônica.
3.2.1.2) Esvaziamento:
Quando a intervenção implica na substituição total ou
parcial da estrutura interna da edificação com a aplicação de novos elementos estruturais,
normalmente quando se á a necessidade de uma nova organização interna e/ou reutilização
do edifício.
4
Geralmente é bem mais cara que se comparada com uma nova construção, pois
quando se mantêm partes do edifício (como fachadas) com o objetivo de liberar o seu
interior se faz necessária uma nova estrutura de caráter provisório, para assegurar a
estabilidade das partes mencionadas que estarão sucessivas a esforços laterais (vento).
3.2.1.3) Extensão: Quando a intervenção implica na modificação ou acréscimo da
volumetria externa existente, normalmente exigida por um programa de necessidades maior.
Pode ser feita de forma horizontal, com anexos laterais ao conjunto da obra e que não
implicam em problemas estruturais relevantes, ou ainda de forma vertical, com a ampliação
do mesmo e requerendo uma maior atenção no comportamento estrutural, já que
possivelmente a antigo edifício seja de alvenaria portante.
3.2.1.4) Leveza: Quando a intervenção implica na remoção de grandes massas, ou
seja, nessa linha pode ocorrer a necessidade de retirada e demolições de pavimentos
inteiros ou parciais, com a intenção de liberar mais espaço ou ainda reduzir o peso próprio
da edificação que estão acarretando problemas estáticos ao novo projeto.
Ocorre e promove uma diminuição significativa ao carregamento do edifício, muitas
vezes sendo auxiliado pela substituição dos antigos elementos estruturais por elementos
mais leves e resistentes, muitas vezes em casos de ruína ou degradação total da obra.
4. ESTUDO DE CASO
4.1 Pinacoteca do Estado de São Paulo
A Pinacoteca do Estado de São Paulo é hoje o mais antigo museu de artes plásticas
do Brasil e conta com cerca de 5.000 obras, predominantemente de artistas nacionais do
século XIX. Localizada na Avenida Tiradentes, no Jardim da Luz, centro de São Paulo, o
majestoso edifício foi inicialmente projetado pelo escritório do engenheiro Ramos de
Azevedo e apresenta um estilo monumental em forte conformidade com os princípios do
néo-renascentismo italiano (MORAES; RIBEIRO, 2010).
Inaugurada em 1905 e transformada em museu estadual em 1911, a Pinacoteca foi
criada em um momento da história que inexistiam salões públicos para a exibição de obras
de arte na cidade e tombada pelo CONDEPHAAT (Conselho de Defesa do Patrimônio
Histórico, Arqueológico, Artístico e Turístico) em 1982 (MORAES; RIBEIRO, 2010).
5
Figura
1
e
2
-
Pinacoteca
do
Estado
de
São
Paulo,
vista
de
cima
e
vista
lateral.
Fonte:
http://www.cidadedesaopaulo.com/sp/es/tour-aereo (2011)
A edificação foi de tal importância para a cultura da cidade, que em seus primeiros
anos, foram organizadas a 1ª e a 2ª Exposições Brasileiras de Belas Artes (1911 e 1912), a
Exposição de Arte Espanhola (1911) e a Exposição de Arte Francesa (1913), além de
algumas mostras individuais de vários artistas renomados.
4.1.1 Análise das Intervenções
A pinacoteca passou ao longo dos anos por diversas reformas e intervenções,
entretando, entre 1991 e 1998 se fez necessária as maiores de suas reformas. O principal
objetivo dessa intervenção era adaptar a antiga obra aos padrões museológicos
internacionais, que exigiam novas necessidades técnicas e funcionais que um museu
contemporâneo requer (MORAES; RIBEIRO, 2010).
Além disso, a edificação como qualquer outra obra sofre com o passar dos anos por
processos degradativos, e apresentava problemas de umidade em sua alvenaria de pedra
auto-portante e problemas de acessibilidade, que precisavam ser corrigidos, além de
sistemas adequados de climatização, controle e segurança.
O material adotado para as intervenções realizadas foi o aço, por possibilitar e
promover um perfeito diálogo visual entre a continuidade estilística do tempo contrapondo “o
antigo” com “o novo”, provocando efeitos visuais de uma “arquitetura que se funde com a
paisagem”, evitando qualquer tipo de excesso (MORAES;RIBEIRO, 2010).
Desta forma, é possível perceber claramente na fachada principal do prédio, a
existência de duas linhas temporais atuantes na obra, a antiga de 1905, e a nova, de 1990,
que
conforme
seus
diferentes
aspectos
plásticos
conseguem
homogeneidade estética, principalmente aos olhos despercebidos.
6
assegurar
certa
Figura 3 – Maquete volumétrica, mostrando a entrada principal da Pinacoteca. Fonte: MORAES, Carolina de A.; RIBEIRO, Luiz
F. L.(2010, p. 12).
Foi colocado ainda na entrada principal um belvedere metálico (espécie de mirante
que se insere na fachada), de forma sutil e delicada, para não chamar muita atenção do
restante da edificação.
A intervenção realizada pelos arquitetos previa que o edifício permanecesse sem os
seus revestimentos externo das paredes, apresentando uma maior fidelidade tipológica da
linguagem arquitetônica utilizada na época de sua concepção.
Os arquitetos propuseram deixar o edifício sem o revestimento das paredes
externas e dos pátios que nunca foi executado. E, como costuma acontecer
nas ruínas, o estado inacabado e bruto dos materiais sugere uma experiência
estética interessante. Internamente, eliminaram-se os acréscimos herdados
das inúmeras ocupações do edifício ao longo de sua história. (MORAES;
RIBEIRO, 2010, p.3)
Em relação ao problema de umidade foram aplicadas sobre os vazios internos da
edificação uma clarabóia estruturada em perfil metálico do tipo “perfil-calha”, com
fechamentos por placas planas de vidro laminado. Afim de se evitar a penetração da chuva
no interior da obra, garantindo luminosidade natural aos visitantes.
Figura 4 – Detalhe da clarabóia aplicada. Fonte: MORAES, Carolina de A.; RIBEIRO, Luiz F. L.(2010, p.10).
7
Nas dificuldades dos acessos, ocorreu primeiramente (em decorrência do intenso
tráfego de veículos) a transferência da entrada principal da Avenida Tiradentes para a Praça
da Luz. Em seguida foram estabelecidas novas relações de fluxo com a utilização dos pátios
internos com a inserção de passarelas de aço. As passarelas ligam um lado ao outro do
edifício, reforçando o sentido longitudinal de circulação, de forma a se interconectar com o
edifício, mantendo e respeitando a antiga estrutura da edificação.
Os arquitetos optaram ainda por, ao invés de engastar as passarelas de aço nas
paredes de tijolo de barro portante pré-existentes, meramente apoiá-las nas lajes
objetivando uma melhor distribuição do carregamento e menores danos na frágil estrutura
de alvenaria (MORAES;RIBEIRO, 2010).
Figura 5 – Corte longitudinal da pinacoteca mostrando os anexos da intervenção. Fonte: MORAES, Carolina de A.; RIBEIRO,
Luiz F. L.(2010, p.11).
Figura 6– Planta da pinacoteca mostrando os anexos da intervenção. Fonte: MORAES, Carolina de A.; RIBEIRO, Luiz F.
L.(2010, p. 11).
Todas as passarelas que foram anexadas ao projeto são compostas de perfil
metálico do tipo “I” em toda a sua extensão. Ao aproximar-se dos apoios ocorre então uma
redução da alma. Observa-se, também, que o perfil “I” foi fechado nas laterais internas com
uma chapa metálica para um melhor acabamento da estrutura do piso da edificação com o
aço das passarelas. (MORAES; RIBEIRO, 2010).
A laje do auditório, por sua vez, apresenta uma grelha metálica octogonal com perfis
do tipo “I”, sustentadas e fixados por um grande anel octogonal feito com perfis metálicos do
tipo “U” enrijecidos, que posteriormente foi ligado na alvenaria autoportante.
8
Figura 7- Grelha de perfis metálicos que sustenta a laje de cobertura do auditório. Fonte: MORAES, Carolina de A.; RIBEIRO,
Luiz F. L.(2010, p 17).
Para que não ocorresse uma distribuição pontual nas vigas da estrutura e as cargas
fossem distribuídas de forma uniformemente ao longo de toda a grelha, (prejudicando
pontos específicos da antiga estrutura da obra), foram soldados pinos metálicos nas faces
do perfil do tipo “U”, em toda a sua extremidade, para fazer a conexão com a alvenaria.
6. CONCLUSÃO
Atualmente é visível a necessidade de lugares disponíveis em lotes urbanos para a
realização de novas construções, principalmente no que se diz respeito às grandes cidades
e capitais do país. O procedimento de reaproveitamento de lotes usados e edificações préconcebidas torna-se então cada vez mais uma solução viável à esse problema da área da
construção civil, já que evita gastos com entulho e traz ganhos culturais ao contexto urbano
em que se insere.
Embora ainda pouco utilizada e desenvolvida nas construções do Brasil, por talvez
apresentar certa resistência cultural da aplicação e utilização do aço na construção civil, as
estruturas metálicas apresentam visíveis capacidades técnicas de resistência mecânica e
estrutural, promovendo ganhos técnicos e econômicos expressivos às edificações
preservando e recuperando sua eficiência estática e conservação no tempo.
Se tratando de linguagem estética arquitetônica, tal material se comporta de maneira
eficaz e satisfatória, e a definição projetual preliminar por sua vez, torna-se um importante
elemento na condução da intervenção da pré-existência, já que instigará das metodologias
dos processos de intervenção da mesma: conservativas ou de modificação. O nível de
intervenção, portanto, estará diretamente ligado com o grau de modificação e preservação
da obra, bem como à sua nova destinação de uso.
Vale, contudo lembrar que os processos de intervenção e recuperação de
9
edificações pré-concebidas por vezes se tornam desnecessárias quando há um processo de
manutenção e preservação da obra. Entretanto, quando na pouca aplicabilidade da mesma
ou em sua inexistência, tais processos se tornam essenciais para a conservação e
existência da edificação no tempo.
REFERÊNCIAS
CURY, Isabelle (Org). Cartas patrimoniais. 3. ed. Brasília: IPHAN, Coleção Edições do
Patrimônio. 2004.
FERRAZ,
Henrique.
O
Aço
na
Construção
Civil.
2003.
Disponível
em:
<http://www.metalica.com.br/o-aco-na-construcao-civil >. Acesso em: 30. jul. 2011
INABA, Roberto. Construções Metálicas: O uso do Aço na Construção Civil. 2011.
Disponível
em:
<http://www.metalica.com.br/construcoes-metalicas-o-uso-do-aco-na-
construcao-civil>. Acesso: 30 jul. 2011.
MAZZOLANI, Federico. L’Acciaio nel Consolidamento. Milão: ASSA – Associazione Sviluppo
Strutture Acciaio, 1991.
MORAES, Carolina de A. de; RIBEIRO, Luiz F. L. Intervenções metálicas em edificações de
valor histórico e cultural: estudos de caso de interfaces. In: CONSTRUMETAL 2010 –
CONGRESSO LATINO-AMERICANO DA CONSTRUÇÃO METÁLICA .São Paulo – Brasil –
31 de agosto a 02 de Setembro de 2010.
TAVARES, Eduardo de. Os 10 maiores produtores de aço do mundo. 2011. Disponível em:
<http://exame.abril.com.br/economia/mundo/noticias/os-10-maiores-produtores-deaco-do-mundo?p=1#link>. Acesso em: 1 ago. 2011.
TEOBALDO, Izabela Naves Coelho. Estudo do Aço como Objeto de Reforço Estrutural em
Edificações Antigas.
Dissertação (Mestrado em Engenharia de Estruturas) - Escola de
Engenharia, UFMG, Belo Horizonte, 2004.
10