Edifício Ascent - Estudo estrutural - T escrito

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CENTRO UNIVERSITÁRIO JORGE AMADO
Sistema Estrutural - Edifício Ascent 
Figura 1 - Edifício Ascent.
Fonte: thorntontomasetti.com.
Salvador - BA
2023.1
MAILDES PIEROTE GRIMALDI
STEPHANIE LIMA CARDEAL DE MIRANDA
Sistema Estrutural - Edifício Ascent
 
 
 
 
 
Trabalho apresentado como requisito parcial para obtenção de nota em Sistemas Estruturais em Aço e Madeira componente curricular do VII Semestre do curso de bacharelado Arquitetura e Urbanismo da UNIJORGE. 
 Orientador: Prof. Zilteman Antônio Wanderley
 
 
Salvador - BA
2023.1 
Introdução
O edifício Ascent está localizado na cidade de Milwaukee, estado de Wisconsin, nos Estados Unidos. Sua inauguração foi em julho de 2022, dois anos após o início do processo de construção. Foi projetado pela Korb + Associates Architects, possui 86,6 metros de altura e é composto por 25 andares, de uso misto. Contempla 259 apartamentos de luxo, sendo que os primeiros seis andares foram destinados para o saguão, estacionamento e lojas e, no topo do edifício, existem dois decks com janelas de vidro no chão.
Este projeto reuniu especialistas de todo o mundo e estabeleceu um modelo que servirá de referência para projetos futuros. Sua construção foi certificada como o edifício de madeira mais alto do mundo, também como o edifício híbrido de madeira-concreto mais alto do mundo pelo Conselho de Grandes Edifícios e Habitat Urbano, superando o recorde anteriormente detido pelo edifício Mjøstårnet.
Como se caracteriza o sistema estrutural
O sistema estrutural do edifício Ascent é híbrido, ou seja, há uma combinação de diferentes materiais na sua composição estrutural. A base é feita de betão de concreto, que é conhecido por sua resistência e capacidade de suportar cargas pesadas, contemplando a garagem e dois núcleos, o que ajudou a aprovar o projeto com mais facilidade do que se fosse todo de madeira.
Figura 2 - Construção do edifício Ascent.
Fonte: madera21.
O resto da estrutura foi de CLT (Madeira laminada cruzada) e MLC (Madeira laminada colada). O MLC consiste basicamente na colagem de lamelas paralelas entre si, que proporciona ao material alta resistência e uma infinidade de tamanhos, seções e formas. Já o CLT é um painel estrutural produzido a partir da colagem entre lamelas orientadas perpendicularmente à anterior, resultando ao produto alta rigidez estrutural, estabilidade, durabilidade, leveza e maior alcance de placas com grandes dimensões. 
Ele foi construído usando um modelo de “gémeo digital”, para que cada viga, coluna e painel pudesse chegar ao local pronto para montagem, com furos pré-perfurados com precisão de 1,5 milímetros.
Figura 3 - Processo em que cada viga, coluna e painel são pré-perfurados com precisão.
Fonte: madera21.
Para atender ao projeto, foram criados painéis com a 4 a 12 pés de largura e a 20 a 60 pés de comprimento, formando colunas exatamente iguais, com lados aplainados e superfície lisa. Foram usadas somente ferramentas operadas por baterias sem fio, sendo que foram instalados cerca de 7000 parafusos por andar. Importante ressaltar que coisas como soldagem não acontecem em um prédio de madeira porque poderia ser um risco de incêndio, desta forma, podemos salientar que o uso das chaves de fenda foi muito mais importante.
Por que da escolha do sistema estrutural híbrido
Ao combinar betão de concreto, CLT e MLC no sistema estrutural do edifício Ascent, foi possível aproveitar as vantagens de cada um deles. O betão de concreto forneceu uma base robusta, enquanto o CLT e o MCL ofereceram rigidez estrutural, estabilidade, durabilidade e leveza. 
O projeto da empresa de arquitetura teve como motivo inicial para a escolha da madeira, a estética. A ideia era dar destaque pela beleza natural do material baseando-se no design biofílico, para ser considerado o diferencial na venda das unidades residenciais. Mas posteriormente, percebeu-se que a escolha por este sistema estrutural além de proporcionar uma forma inovadora de criar ambientes naturais que contribuíssem para a saúde e o bem-estar, viabilizaria também ganhos na produtividade durante sua concepção e sustentabilidade. 
Figura 4 - Laje, vigas e pilares em madeira do edifício.
Fonte: thorntontomasetti.com.
Vantagens do uso do CLT e do MLC no sistema estrutural
· A sustentabilidade, pois a madeira é uma fonte renovável de material de construção, podendo ser replantada para uso futuro. E sua produção requer menos energia do que outros materiais de construção, como concreto ou aço.
· Proporciona uma maior agilidade na construção por ser um material relativamente mais leve do que concreto ou o aço. O que facilita o transporte, manuseio e montagem no canteiro de obras, e permite a construção mais rápida e fácil de estruturas. Estima-se que com a escolha dos materiais, economizou três a quatro meses de tempo de construção, reduzindo em média 25% do tempo total da obra.
· Ganhou mais créditos ambientais para os construtores, ou seja, pode contribuir para a obtenção de certificações reconhecidas internacionalmente, sendo uma estratégia abrangente de construção sustentável. A New Land diz que as vigas, lajes e colunas de madeira laminada da Ascent compensarão o equivalente ao CO2 produzido por 2.500 carros ou energia suficiente para abastecer 1.200 casas por ano. 
· É um bom isolante térmico, sendo capaz de reter melhor o calor no inverno e manter a frescura no verão. Resultando em economias de energia em custos de aquecimento e resfriamento.
· A estética, a madeira é um material naturalmente bonito e versátil, que pode ser usado em muitos estilos de construção, incluindo o moderno. Suas texturas e variações de tipos e cores trazem uma sensação de autenticidade e conexão com a natureza, criando uma atmosfera acolhedora e convidativa.
· É uma boa opção contra terremotos e incêndios. A madeira tem uma boa capacidade de absorção de energia e é relativamente leve, o que pode ajudar a reduzir os danos durante eventos sísmicos. Quanto a resistência ao fogo, o desempenho da madeira pode ser melhorado com o uso de técnicas de tratamento retardante de fogo, reduzindo sua taxa de queima. Além disso, mesmo que a superfície da madeira queime, ela pode manter sua integridade estrutural por um período mais longo. 
Desvantagens do uso do CLT e do MLC no sistema estrutural
· O CLT e MLC são sistemas construtivos que utilizam a madeira como material principal na estrutura de edifícios, por isso ela deve ser de alta qualidade e passar por processos específicos de fabricação e montagem, o que aumenta consideravelmente nos custos do projeto. Os custos de construção da Ascent foram de cerca de US$ 253 por metro quadrado, de acordo com uma análise da Nexus Media. As comparações de custos entre projetos de construção de madeira e aço e concreto variam, mas alguns estudos indicam que a construção em madeira ainda é mais cara.
· São materiais difíceis de se obter, pois são relativamente novos em alguns lugares, o que resulta em uma disponibilidade limitada no mercado. Como consequência os custos são mais elevados e seu acesso restrito em algumas regiões. Como exemplo podemos ressaltar a própria madeira usada na construção do Ascent, que veio das Áustria.
· A madeira é um material natural que absorve e libera umidade de acordo com as condições ambientais do local. Por isso, se não forem tomadas medidas adequadas de proteção e controle da umidade, ela pode sofrer deformações, inchamento ou rachaduras. Muitos consideram a manutenção da estrutura de madeira uma desvantagem, sendo recomendado que, pelo menos, a cada 4 anos, seja feita a aplicação de verniz de base aquosa em toda a região externa e interna a cada 20 anos. 
· Por ser suscetível ao ataque dos insetos, como cupins, a estrutura pode ser comprometida com sua infestação. Por isso é importante a aplicação de proteções contra os xilófagos periodicamente. 
· O sistema estrutural de madeira também possui limitaçõesde altura e capacidade de carga em comparação com os sistemas construtivos de concreto e aço, o que limita projetos que requerem grande vãos, ou seja, restringi a flexibilidade do design e dificulta a adaptação a projetos com requisitos complexos.
Figura 5 - A base do edifício de concreto em 3D.
Fonte: Madeira21.com.
Vantagens do uso do concreto na base do edifício.
· É um material de alta resistência, podendo suportar cargas pesadas e resistir a condições adversas. O uso deste material na base do edifício é interessante, pois fornece estabilidade e segurança para suportar todo o peso da estrutura. 
· Reduz o risco de incêndio por ser um material incombustível, ou seja, não contribui para a propagação de incêndios. Ter a base de concreto pode ajudar a reduzir o risco de um provável incêndio se propagar para outras partes do edifício.
· O concreto tem alta durabilidade, resiste bem a intempéries, corrosão e deterioração, oferece uma estrutura estável e confiável por décadas. 
· É um bom isolante acústico e térmico, podendo reduzir a transmissão de ruídos externos para o interior do edifício, além de manter a temperatura interna estável. 
· Flexibilidade, pois permite uma ampla gama de possibilidades de design e construção. Sendo assim possível a criação de bases personalizadas para atender os requisitos específicos do projeto. 
Desvantagens do uso do concreto na base do edifício:
· O concreto é um material denso e pesado, o que pode resultar em cargas significativas nas fundações do edifício. Isso requer um planejamento e dimensionamento cuidadoso das fundações para garantir que sejam adequadas para suportar o peso de todo o concreto que será utilizado.
· Para atingir sua resistência total o concreto requer um tempo considerável de cura. Durante esse período a estrutura pode sofrer danos e/ou deformações. O que também aumenta o tempo da construção. 
· Apesar de ser conhecido por sua excelente resistência à compressão, tem propriedades de tração relativamente baixas. Sendo mais suscetíveis a fissuras e rachaduras quando submetidas a tensões de tração.
· Polui os ecossistemas e gera muitos resíduos. O principal componente usado na produção do concreto, é responsável por emissões significativas de dióxido de carbono (CO2), contribuindo com o aquecimento global. Além disso, a areia e cascalho, pode ter impactos negativos no meio ambiente.
O que mais lhe chamou a atenção no sistema estrutural
Durante a pesquisa algumas informações e curiosidades levantadas nos chamaram a atenção. Abaixo, destacamos elas: 
· Os testes realizados para validar a resistência do material usado na estrutura do edifício. O projeto recebeu um subsídio federal do Serviço Florestal dos EUA para auxiliar nos testes necessários para provar a capacidade da madeira em massa de funcionar tão bem quanto os materiais de construção tradicionais, como concreto e aço, para atender aos códigos de construção dos EUA. Os reguladores queriam que fosse testado se as colunas poderiam suportar até três horas de fogo. Então, foram feitos testes com nove colunas, totalizando três de cada espécie. Os testes validaram a resistência ao fogo avaliada em até 180 min.
· Os benefícios intrínsecos na utilização da madeira. Além dos edifícios de madeira serem mais saudáveis para o planeta. Eles também são mais saudáveis para seus habitantes. Alguns estudos destacam que o simples fato de estarmos em uma sala com madeira exposta reduz o estresse, um efeito que atrai nossa “biofilia”, ou o desejo inato que temos de estar cercados pela natureza. 
· A origem da madeira usada no projeto. Os painéis de madeira Glulam para o projeto foram fabricados na Áustria pela Wiehag Timber e adquiridos e gerenciados pela Timberlab de Portland, Oregon. 
· Como já citado anteriormente, o edifício Ascent foi construído usando um modelo de ‘gémeo digital’, ou seja, um modelo virtual projetado para representar com precisão as peças feitas, para que cada viga, coluna e painel pudesse chegar ao local pronto para montagem, com orifícios pré-perfurados com grande precisão, o que garantiu agilidade e menos desperdício. Para planejar muita coisa do edifício com antecedência foi usado o sistema Bim. Assim, o maior impacto do projeto pode ser considerado o uso deste sistema, que pegou o projeto e colocou no topo da construção, detalhando todas as etapas, modelando o edifício até o último parafuso. Isso ajudou a reduzir a força de trabalho no local e o desperdício de material. 
Considerações finais 
A escolha de materiais para um projeto estrutural depende de diversos fatores, como o tipo de estrutura, o local do projeto, os requisitos de resistência, os regulamentos locais, considerações ambientais, entre outros. A combinação de MLC, CLT e concreto no sistema construtivo de um projeto é bastante interessante, pois traz mais resistência, estabilidade, durabilidade, conforto térmico, acústico, e flexibilidade no design. No entanto, é de suma importância considerar as características específicas do projeto, antes de decidir utilizar a madeira e o concreto em conjunto, para que assim possamos aproveitar ao máximo os benefícios dessa combinação. Edifícios com as características estruturais do Ascent, nos fazem refletir sobre o uso de novas técnicas nos processos construtivos, despertando o interesse a adesão por outros grupos empreendedores e/ou construtores. Pois eles nos mostram a viabilidade de se utilizar estas técnicas como diferencial competitivo e inovador no mercado imobiliário.
Referências
SELVA, Vicent. Ascent, o novo edifício de madeira mais alto do mundo. Disponível em: https://www.idealista.pt/news/imobiliario/construcao/2022/08/25/53712-ascent-o-novo-edificio-de-madeira-mais-alto-do-mundo. Acesso em: 28 de maio 2023.
DALHEIM, Robert. A torre de madeira mais alta do mundo começa a ultrapassar edifícios próximos. Disponível em: http://www.remade.com.br/noticias/17679/a-torre-de-madeira-mais-alta-do-mundo-comeca-a-ultrapassar-edificios-proximos. Acesso em: 28 de maio 2023.
LOPES, Sara. O Ascent é o edifício de madeira mais alto do mundo e tem mais de 80 metros. Disponível em: https://www.nit.pt/fora-de-casa/viagens/o-ascent-e-o-edificio-de-madeira-mais-alto-do-mundo-e-tem-mais-de-80-metros. Acesso em: 29 maio 2023.
TOMASETTI, The Ascent in Milwaukee is the latallest mass timber in the world. Disponível em: https://www.thorntontomasetti.com/project/ascent. Acesso em: 29 de maio 2023.
SOUZA, Gabriela Pereira de. Madeira Laminada Colada (MLC): vantagens e desvantagens. Disponível em: https://blog.obraprima.eng.br/madeira-laminada-colada-mlc-vantagens-e-desvantagens-obra-prima/. Acesso em: 29 de maio 2023.
HOLL tu build a wood skycrapee. Eua: Vox, 2022. P&B. Disponível em: https://www.youtube.com/watch?v=2qry7AmdIn8&t=187s. Acesso em: 29 de maio 2023.
STHAI. Projetos estruturais: vantagens e desvantagens do concreto armado. Disponível em: https://sthai.com.br/vantagens-e-desvantagens-do-concreto-armado/. Acesso em: 01 de junho 2023.
IDEALISTA, Ascent, o novo edifício de madeira mais alto do mundo. Disponível em:
https://www.idealista.pt/news/imobiliario/construcao/2022/08/25/53712-ascent-o-novo-edificio-de-madeira-mais-alto-do-mundo. Acesso em: 05 de junho 2023.
NIT, O Ascent é o edifício de madeira mais alto do mundo e tem mais de 80 metros. Disponível em: https://www.nit.pt/fora-de-casa/viagens/o-ascent-e-o-edificio-de-madeira-mais-alto-do-mundo-e-tem-mais-de-80-metros. Acesso em 05 de junho 2023.
MADEIRA 21, EL RASCACIELOS ASCENT EN MILWAUKEE SE CONVIERTE EN EL EDIFICIO DE MADERA MÁS ALTO DEL MUNDO. Disponível em: https://www.madera21.cl/blog/2022/08/23/el-rascacielos-ascent-en-milwaukee-se-convierte-en-el-edificio-de-madera-mas-alto-del-mundo/. Acesso em: 07 de junho 2023.
CTBUH. Certifies Ascent, Milwaukee, as the World’s Tallest Mass Timber Hybrid Building. Disponivel em: https://www.ctbuh.org/ctbuh-news/ctbuh-certifies-ascent-worlds-tallest-timber. Acesso em: 10 de junho 2023
APARTMENTS, Ascent. Disponível em: https://www.apartments.com/ascent-milwaukee-wi/ge5x7sy/. Acessoem: 10 de junho de 2023.
ENGENHARIA, Blog Canal da. Conheça o novo edifício de madeira mais alto do mundo que está sendo inaugurado nos EUA. Disponível em: https://blogcanaldaengenharia.com.br/conheca-o-novo-edificio-de-madeira-mais-alto-do-mundo-que-esta-sendo-inaugurado-nos-eua/. Acesso em: 12 de junho 2023.