geodesica com tubo de papelao

7/26/2019 Geodesica Com Tubo de Papelao

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CONSTRUO DE UMA CPULA GEODSICA COM TUBOS DEPAPELO: UMA EXPERINCIA NA UNIVERSIDADE FEDERAL

DE UBERLNDIA UFU/MG

Albenise [email protected] Federal de Uberlndia, Faculdade de Arquitetura Urbanismo e Design - FAUeDAv. Joo Naves dvila, 2121 Campus Santa MnicaBloco ICEP 38400-902UberlndiaMinas GeraisGerusa de Cssia [email protected] de So Paulo, Instituto de Arquitetura e Urbanismo

Av. Trabalhador So-carlense, 400CentroCEP 13566-590So Carlos - SP

Resumo: Este trabalho apresenta o processo de uma oficina realizada no Laboratrio de

Tecnologia do Ambiente Construdo, na Universidade Federal de Uberlndia (MG), com os

alunos do curso de Arquitetura e Urbanismo, em que foi construda uma cpula geodsica

com tubos de papelo. A experincia teve como objetivo analisar, simultaneamente, uma

tipologia estrutural de complexidade mediana composta por barras e um material construtivo

no convencional e de baixo impacto ambiental, reforando a importncia entre a interface

terica e prtica como metodologia de ensino. Os alunos tiveram participao em todas asetapas do processo de construo, desde o beneficiamento das peas at a montagem final do

prottipo, refletindo ao longo do processo sobre os limites e potencialidades do material

adotado e correlacionando a teoria estudada com a prtica construtiva. Esta experincia

pode ser considerada indita no cenrio acadmico brasileiro no pela construo da

tipologia estrutural, mas sim, pela possibilidade de manipulao de um material no

convencional com aplicaes ainda incipientes, como o caso dos tubos de papelo. De modo

geral, este trabalho serve de exemplo para outras instituies de ensino, sendo possvel por

meio da explanao do processo, sua reaplicabilidade de acordo com cada contexto, como

forma de abordar o estudo de tipologias estruturais, tcnicas construtivas e materiais de

construo de baixo impacto ambiental.

Palavras-chave:Cpula geodsica, Tubos de papelo, Sistemas estruturais.

1. INTRODUO

O curso de Arquitetura e Urbanismo da Universidade Federal de Uberlndia (UFU)passou por uma reformulao em seu Projeto Pedaggico entre os anos de 2009 e 2010, com areavaliao das disciplinas de cunho tecnolgico, a fim de melhor distribu-las ao longo docurso e promover a atualizao dos contedos ministrados. Nesta reavaliao, uma das


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principais questes levantadas foi a dificuldade de transferncia dos conhecimentosadquiridos na rea tecnolgica para o desenvolvimento de projetos arquitetnicos em Atelier,

independente da complexidade dos trabalhos, ficando ntido o distanciamento entre aatividade projetual e a prtica construtiva.Em relao a este aspecto, preciso estimular a aproximao entre a teoria e as atividades

prticas no ensino de arquitetura e urbanismo, pois nas ltimas dcadas este vem sedistanciando do processo de aprendizagem que tem como apoio didtico-pedaggico avivncia em canteiros de obras. Atualmente, tm predominado escolas que privilegiam areflexo terica em detrimento do convvio com a prtica construtiva, culminando naformao de um profissional que pensa arquitetura, mas que perde progressivamente, achance de materializar seu pensamento. Dessa forma, as atividades realizadas no canteiro,alm de envolverem o aluno nos processos construtivos, possibilitam a busca doconhecimento em sua fonte, com verificaes laboratoriais, pesquisas bibliogrficas,

iconogrficas e de campo (RONCONI, 2002).De maneira anloga, discute-se a dualidade que a arquitetura carrega: de um lado a teoria

pensa; de outro a experincia verifica. Esta dicotomia isomrfica, que separa projeto eexecuo, por si s leva ao desconhecimento da arquitetura: arquitetura prxis, entre teoria e

prtica (FERRO, 2008).Nesta conjuntura, a reformulao do novo Projeto Pedaggico do curso de Arquitetura e

Urbanismo da UFU apontou a necessidade da criao de uma disciplina chamada Introduo Tecnologia da Construo, a qual prope a introduo ao conhecimento tecnolgico desdeo incio da formao do aluno, com atividades prticas de canteiro de obras e a realizao deoficinas, e vem sendo oferecida aos alunos do 2 perodo do curso.

A nova disciplina do curso abrange contedos a respeito dos esforos bsicos das

estruturas e incentiva a explorao de materiais construtivos no convencionais e/oureciclados, como a terra crua, o bambu e os tubos de papelo, entre outros; juntamente com astcnicas de processamento e a verificao em campo dos limites e potencialidades dosmateriais manipulados.

A escolha destes assuntos ocorreu devido ao fato de os materiais convencionais, como oao e o concreto, serem abordados com grande propriedade em outros perodos. Alm disso,os alunos seriam estimulados desde o incio do curso a no criarem determinados

preconceitos para com os materiais reciclados e alternativos, algo necessrio nos dias atuaisdevido preocupao com a sustentabilidade ambiental, com a reciclagem e com odesenvolvimento de novos materiais que utilizam resduos em sua composio, e adquirindouma postura mais flexvel e um repertrio mais amplo para utilizarem nas disciplinas de

projeto.Dentro da programao da disciplina, surgiu uma oportunidade de realizar com os alunos

uma oficina com tubos de papelo. Assim, pensou-se na construo de uma estrutura cujatipologia fosse simples, mas ao mesmo tempo possusse um grau de complexidade instigante investigao por parte dos alunos, como uma geodsica.

Esta oficina gerou resultados muito positivos de aprendizagem, pois alm dapossibilidade de manipularem um material ainda incipiente na construo civil no Brasil, osalunos tiveram a oportunidade de executar um prottipo em escala real com o mesmo,tornando-se uma experincia inovadora na rea acadmica neste pas. Houve, tambm, umadisseminao dos conhecimentos a respeito desta tecnologia e o incentivo ao uso de tubos de

papelo na arquitetura e construo civil no Brasil.


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Este trabalho objetiva expor a experincia realizada na UFU e discutir os seus resultadoscom relao aos objetivos da disciplina do curso, evidenciando as melhorias implementadas

no curso de Arquitetura e Urbanismo da UFU atravs desta disciplina.A seguir sero expostas as etapas da realizao desta experincia, contemplando todo oprocesso construtivo da cpula geodsica, do beneficiamento das peas at a montagem doprottipo, comentando-se cada etapa. Ao final deste trabalho, concluses sero tecidas arespeito da realizao desta atividade.

2. A OFICINA COM TUBOS DE PAPELO

A oficina foi previamente preparada com uma palestra ministrada pela pesquisadora doIAU-USP, Dra. Gerusa de Cssia Salado, que desenvolve pesquisas a respeito da tecnologiaque utiliza tubos de papelo na construo civil e arquitetura h cerca de dez anos no Brasil.

O assunto sobre o material construtivo foi inicialmente abordado perpassando tantoquestes relativas caracterizao fsica e mecnica dos tubos de papelo, comoexemplificando o seu potencial na construo civil por meio do estudo das obras do arquiteto

japons Shigeru Ban, que emprega este material como elementos de vedao e estrutura emsuas construes h quase trs dcadas.

O atrativo por utilizar tubos de papelo na construo civil se deve ao fato de estes serembaratos com relao a outros materiais, de baixa tecnologia, e no gerarem desperdcio, almde poderem ser reciclados ou reutilizados se estiverem em perfeitas condies de uso(McQUAID, 2003).

Os tubos de papelo permitem a fabricao de peas simples que podem ser dispostas dediversas maneiras, resultando em construes de pequeno, mdio e grande portes, em

sistemas construtivos variados (SALADO, 2006)figuras 1 e 2.

Figuras 1 e 2: Museu Nmade (EUA) e Pavilho de Odawara (Japo).Fontes: Miyake, 2009, p. 193 e The Japan Architect, summer 1998, p. 104.

Entre os diversos sistemas construtivos explorados e desenvolvidos por Shigeru Ban comtubos de papelo encontram-se os arcos e as geodsicas, que so estruturas espaciais capazesde vencer grandes vos. O arquiteto executou algumas obras desse tipo em vrios pases,como Japo, EUA, Frana, Alemanha e Holandafiguras 3 a 6.


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Figuras 3 e 4: Domus de Papel (Japo) e Pavilho Japons (Alemanha).Fontes: The Japan Architect, summer 1998, p. 82 e McQuaid, 2003, p. 67.

Figuras 5 e 6: Arco no MoMA (EUA) e Geodsica de Papel (Holanda).Fontes: McQuaid, 2003, p. 69 e Miyake, 2009, p. 90.

Dessa forma, as ideias e referncias expostas acima nortearam o desenvolvimento daoficina com tubos de papelo na UFU e a construo do prottipo da cpula geodsica com osalunos.

2.1.O processo de construo do prottipo

A geodsica construda foi a de menor complexidade, frequncia baixa (f = 2v),estipulando-se o dimetro de 2,5m. Uma maquete de papel carto foi preliminarmenteelaborada e apresentada aos alunos para possibilitar a compreenso da atividade por todos figura 7.

Figura 7Maquete da cpula geodsica a ser construda.

a

b


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Os tubos de papelo utilizados para a construo do prottipo foram advindos de materialde rejeito, como bobinas de papel para plotagem e bobinas de tecidos em geral, com

dimetros de 5,0 e 8,0cm e comprimento de 90cm.A frequncia adotada para a geodsica (f = 2v), aliada necessidade de se aproveitaremos tubos de papelo obtidos, determinou os comprimentos das barras utilizadas em 68,27cm e77,26cm (respectivamente a e b na figura 7), sendo as sobras cortadas com o auxlio de umaserra de bancada.

Assim, o processo de construo do prottipo teve incio com o beneficiamento daspeas. Para a confeco das barras, foi adotado o processo de amassamento dos topos,colagem e fixao das paredes dos tubos com parafusos, porcas e arruelas.

O quadro a seguir detalha a etapa de beneficiamento das peas e confeco das barras.

Quadro 1Beneficiamento das peas e confeco das barras.

Etapas DesenvolvimentoDestoporetirada do excedente das peas paraadequao s medidas das barras para ageodsica. Recomenda-se utilizar uma serraconvenientemente afiada para nocomprometer o acabamento dos topos dasbarras.Equipamentos: Serra circular.

Lixamento retirada das rebarbas dos topos

dos tubos ocasionadas pelo processo dedestopo.Equipamentos/materiais: Folha de lixa.

Pincelamento com cola aplicada na faceinterna do tubo, em uma faixa de ~ 10cm.Foram realizadas duas experincias: umaadotando cola branca e outra com cola decontato. Na primeira, foi observada a

necessidade de ser acrescentada uma novaetapa: a estabilizao dos topos por meio degrampos at a secagem da cola, levando de 2 a3 horas para a secagem total. Na segundaexperincia, houve uma otimizao doprocesso, pois alm de promover uma secagemrpida houve tambm a subtrao da etapa deestabilizao dos topos.Equipamentos/materiais: Cola branca ou decontato, pincis e mscara protetora.


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Prensagem Os topos com a face internarevestida com cola foram amassados por meio

de prensas manuais. Foram usadas duas placasde compensado no tamanho da aba amassada afim de se promover um melhor acabamento.Esta etapa, assim como a prxima, tornaram-seos grandes gargalosdo processo, devido aotempo e esforo demandados. Nestaexperincia foram utilizadas trs prensassimultaneamente.Equipamentos: Prensas manuais.

Estabilizao dos topos Esta etapa foinecessria apenas quando se utilizou cola

branca. Foram testados inicialmenteprendedores de roupa, mas devido pressoexercida pelos tubos foi necessria a utilizaode grampos, prensando sobre os topos dostubos entre duas placas de madeira, at asecagem total da cola.Equipamentos/materiais: Grampos e placas decompensado nas dimenses da aba.

PinturaOs tubos foram selados com resina abase de gua na inteno de promover umamaior durabilidade do prottipo. Com o uso de

pincis, o produto foi aplicado em apenas umademo. O ideal seria aplicar duas demos, masdevido ao tempo de secagem que se prolongoupela alta umidade do ar no dia da realizao daexperincia, isso no foi possvel.Equipamentos/materiais: Resina base de guae pincis.

Furao: Aps uma marcao da localizaocorreta do furo para a fixao dos parafusos,foi realizada a perfurao com uma furadeira

nas extremidades amassadas. Para manter aestabilidade da barra no momento daperfurao, foram utilizados grampos e umaplaca de madeira quando a ao foi realizadano cho. Quando a ao foi realizada sobreuma bancada, foram adotados alicates paramanter a aba imvel durante a perfurao.Equipamentos/materiais: Furadeira manual,grampos e alicates.

A partir das barras confeccionadas iniciou-se a montagem do prottipo. A cpulageodsica foi composta por tringulos equilteros e issceles, formando pentgonos e

hexgonos, devido frequncia baixa adotada e as barras possurem dois comprimentosdiferentes. O quadro 2 detalha as etapas de construo do prottipo.


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Quadro 2Construo do prottipo.

Etapas DesenvolvimentoMontagem dos pentgonospara a construoda cpula geodsica, foram inicialmenteconfeccionados seis pentgonos formados cadaum por cinco tringulos issceles. Ospentgonos foram montados dispondo-se asbarras de tubos de papelo no cho, esobrepondo-se os furos feitos em suasextremidades amassadas. Atravs destes, ecom o auxlio de chaves de rosca e de chavesde fenda, foram fixados parafusos com porcas

e arruelas para formar os ns da estrutura.Equipamentos: Chaves de fenda e chaves derosca.

Unio dos pentgonos a cpula geodsica detubos de papelo foi tomando forma a partir domomento que os seis pentgonos foram sendounidos uns aos outros, atravs da juno de um

dos seus ns, e que mais algumas barras foramsendo fixadas entre os pentgonos para fecharo sistema por completo, formando ostringulos equilteros. Aps utilizarem-setodas as barras e pentgonos confeccionados, oprottipo estava construdo.Equipamentos: Chaves de fenda e chaves derosca.


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3. CONSIDERAES FINAIS

Neste trabalho houve a tentativa de aliar o conhecimento terico com a experinciaprtica, dando a oportunidade ao aluno de refletir sobre suas decises de projeto quandoconstrudas, como forma de aproximar o pensar do fazer. Embora tenha sido montada umatipologia estrutural convencional, a mesma apresenta certo grau de complexidadeapresentando-se a maquete fsica como uma ferramenta investigativa imprescindvel para acompreenso do processo de montagem em escala real. Neste caso, a maquete fsica supera amaquete virtual no que diz respeito facilidade de entendimento, demonstrando que quantomaior a profundidade de anlise, melhores podem ser os resultados, o que deve ser transferido

para todo e qualquer campo de projeto, e no somente para o caso de estruturas complexas.A experincia pode ser considerada indita no cenrio acadmico nacional, no pela

construo da tipologia estrutural, mas sim, pela possibilidade de manipulao de um materialno convencional e com aplicaes de grande potencial embora ainda incipientes, como ocaso dos tubos de papelo.

Ao participarem do processo de execuo do prottipo, incluindo o beneficiamento daspeas e a sua montagem, os alunos tiveram a possibilidade de investigar tcnicas demanipulao do material, quando o mesmo possui suas prprias respostas para determinadassituaes e novas possibilidades construtivas podem surgir, sem deixar de encarar o errocomo uma forma de aprendizagem. Complementando este pensamento, submeter o prottipo

aos fenmenos do meio fsico, oferece a possibilidade dos alunos darem continuidade aoprocesso investigativo ao longo dos anos, com a anlise das patologias surgidas, detectandosuas origens e causas.

O prottipo mostrou ser passvel de montagem em locais com infra-estrutura mnima, noexigindo mquinas ou equipamentos especiais ou diferentes daqueles comumente presentesem marcenarias acadmicas, mas deve-se atentar como uma limitao o condicionamento dotamanho do prottipo ao tamanho da matria-prima empregada, como j descrito no item 2.1.

De modo geral, esta experincia serve de exemplo para outras instituies de ensino,contribuindo para profissionais e alunos que tenham interesse no assunto, sendo possvel pormeio da explanao do processo a sua reaplicabilidade de acordo com cada contexto, comoforma de abordar o estudo de tipologias estruturais, tcnicas construtivas e materiais de baixo

impacto ambiental.


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4. REFERNCIAS BIBLIOGRFICAS

FERRO, Srgio. Experimentao em arquitetura: prxis crtica e reao conservadora. 008.In: RONCONI, R. L. N. et al. (Orgs). Canteiro experimental: 10 anos na FAUUSP. SoPaulo: FAUUSP, 2008. p.19-23.

McQUAID, Matilda. Shigeru Ban. ed. Nova York: Phaidon Press, 2003. 240 p, il.

MIYAKE, Riichi. Shigeru Ban: Paper in Architecture. ed. Nova York: Rizzoli InternationalPublications, 2009. 232 p, il.

RONCONI, Reginaldo. UNIVERSIDADE DE SO PAULO, Faculdade de Arquitetura eUrbanismo. Insero do Canteiro Experimental nas faculdades de Arquitetura e Urbanismo,2002. Tese (Doutorado).

SALADO, Gerusa de Cssia; UNIVERSIDADE DE SO PAULO, Escola de Engenharia deSo Carlos, Departamento de Arquitetura e Urbanismo. Construindo com tubos de papelo:um estudo da tecnologia desenvolvida por Shigeru Ban, 2006. 184 p, il. Dissertao(Mestrado).

THE JAPAN ARCHITECT. Shigeru Ban. Edio especial n30. Tquio: A+U PublishingCO, summer 1998.


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CONSTRUCTION OF A PAPER TUBE DOME: AN EXPERIENCE

AT THE FEDERAL UNIVERSITY OF UBERLANDIAUFU/MG

Abstract: This study addresses the process done at a workshop in the Built Environment

Laboratory of Technology, at the Federal University of Uberlandia (MG), with Architecture

and Urbanism students, in which a paper tube dome was built. The objective of this

experience is to analyze simultaneously the structural typology of medium complexity made

up of bars and a non-conventional construction material of low environmental impact,

reinforcing the importance between theory and practice as teaching methodology. The

students participated in all construction process stages, since the pieces manufacturing until

the final prototype assembly, while reflecting over the limits and material potentialities

adopted and relating the studied theory with the construction practice. This experience can be

considered unprecedented in the Brazilian academic scene in regards to the possibility of

manipulating a non-conventional material with incipient applications, as is the case of the

paper tubes. In general, this study is an example to other teaching institutes, being possible

through the explanation process, for it to be re-applied according to its context as a way to

deal with structural typology study, construction technique and with construction materials of

low environment impact.

Key-words:Dome, Paper tubes, Structural systems.

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