ESTRUTURA METÁLICA COMO OBJETO DE INTERVENÇÃO E RECUPERAÇÃO DE PRÉ-EXISTÊNCIAS (2011) 1

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1 ESTRUTURA METÁLICA COMO OBJETO DE INTERVENÇÃO E RECUPERAÇÃO DE PRÉ-EXISTÊNCIAS (2011) 1 RUBIN, Ariane P. 2 ; QUERUZ, Francisco 3 1 Trabalho de Pesquisa _UNIFRA 2 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 arianeprubin@hotmail.br; francisco@unifra.br 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

2 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

3 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) ) 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 ) Reforço: De caráter definitivo, capacita a estrutura antiga à receber e suportar 3

4 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: ) 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 ) 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

5 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) ) 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 ) 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 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

6 Figura 1 e 2 - Pinacoteca do Estado de São Paulo, vista de cima e vista lateral. Fonte: (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 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 assegurar certa homogeneidade estética, principalmente aos olhos despercebidos. 6

7 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

8 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

9 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

10 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 FERRAZ, Henrique. O Aço na Construção Civil Disponível em: < >. Acesso em: 30. jul INABA, Roberto. Construções Metálicas: O uso do Aço na Construção Civil Disponível em: < Acesso: 30 jul MAZZOLANI, Federico. L Acciaio nel Consolidamento. Milão: ASSA Associazione Sviluppo Strutture Acciaio, 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 TAVARES, Eduardo de. Os 10 maiores produtores de aço do mundo Disponível em: < Acesso em: 1 ago 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,