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“ARTIGO” Seminário de Cobertura - 2017
Nágila, Raila e Stefany
Cobertura hiperbólica
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Com formato parabolóide hiperbólico, o novo terminal rodoviário de Brasília promete ser mais um marco arquitetônico do Distrito Federal.
Por Telma Egle
Edição 158 - Maio/2010
	
	Na visão aérea do novo terminal rodoviário de Brasília, a obra já concluída. Os próximos passos serão a implantação do projeto paisagístico e acabamentos em geral
Considerada no mundo todo como um expoente máximo da arte arquitetônica, Brasília parece ter uma linguagem própria das cidades mais contemporâneas. A cidade que começou a ser construída em 1956, foi inaugurada em 1960 pelo presidente Juscelino Kubitschek - com projeto da cidade desenhado pelo arquiteto Lucio Costa e dos edifícios principais, por Oscar Niemeyer.
Cinquenta anos se passaram e as novas construções parecem extrapolar as expectativas da estética na arquitetura. O novo terminal rodoviário da cidade - que também inova no quesito sustentabilidade - apresenta-se como outro expoente digno de ser transformado no mais novo cartão postal. 
A linguagem adotada nesse projeto é extremamente arrojada, inspirada na arquitetura moderna da cidade. Com linhas suaves, mas ao mesmo tempo marcantes, tem destaque na cobertura principal, de estrutura metálica, com formato parabolóide hiperbólico.
O planejamento do novo terminal, em local distinto do antigo (antes era conhecida como rodoferroviária, uma estação ferroviária adaptada para operação rodoviária) posicionou a obra em local estratégico, às margens da Estrada Parque de Indústria e Abastecimento - Epia (BR 040) -, importante corredor de transporte urbano e interurbano.
	
	Escavação dos reservatórios subterrâneos para contenção das águas pluviais; na fase seguinte segue-se a armação da estrutura
Ponto de partida
A licitação do projeto, lançado pelo Governo Federal de Brasília, em 2004, sob regime de concessão, consagrou vencedor o consórcio formado pela JC Gontijo Engenharia (edificações e incorporações), Construtora Artec (pavimentação e infraestrutura) e Socicam (responsável pela operação do terminal). O início das obras, em agosto do ano passado, delineou o cronograma apertado da obra. 
A concepção do projeto arquitetônico leva assinatura de Luis Antonio Reis (com coautoria dos arquitetos Allan Arnaldo de Araújo, Maria Eduarda Vasconcelos de Almeida, Luiz Otávio Rodrigues e colaboração das arquitetas Tayssa Frida Consigliero e Vanessa Chini), da Reis Arquitetura. Já o projeto estrutural - com destaque para a cobertura em formato parabolóide hiperbólico - foi feito pela Ferenge Estruturas Metálicas, com projeto assinado pelo engenheiro Paulo Sérgio de Souza Ribeiro, com a colaboração dos projetistas Marcelo Trivelato e Rafael Dourado. A Quattor Engenharia é responsável pelo projeto de cálculo das estruturas de concreto e fundações.
	
Formato intrigante
"A previsão de jardins internos e espelhos d'água favorece a criação de um microclima, contribuindo para a redução dos gastos com o sistema de climatização artificial. Isso nos permitiu suavizar ao máximo os impactos do clima da região centro-oeste, quente e seco, amenizando a temperatura no terminal com a utilização de resfriadores evaporativos apropriados, de baixíssimo consumo de energia", explica a arquiteta Maria Eduarda.
Utilizar um sistema de resfriamento evaporativo, com injeção de água micropulverizada na área de espera dos usuários foi considerada uma alternativa de baixo custo inicial e operacional. Somado a isso, o sistema adotado - realizado pela empresa Engenharia de Sistemas Térmicos - também possui alta eficiência térmica para o clima seco do Distrito Federal.
	
	O start na obra é marcado pela montagem da estrutura do parabolóide
Apesar de aparentemente curva, a forma da cobertura é constituída por peças retas, inclusive as telhas, o que facilitou a execução do projeto como um todo. Na plataforma de embarque e desembarque foram projetadas 32 baias cobertas para ônibus. O projeto ainda é complementado por pequenas edificações. Uma delas é o terminal de encomendas; a outra é destinada ao setor de serviços e áreas comerciais.
Fórmula matemática
Um projeto concebido com tantas particularidades, utilizando estruturas metálicas (com consumo total de aço de 980 t - 535 t só para a cobertura principal), e com formato considerado único, demandou um grande desafio para o cálculo estrutural. Somado a isso, o prazo apertado para a execução da obra exigiu um projeto de cálculo e detalhamento bastante complexo do ponto de vista geométrico e, inclusive, do ponto de vista estrutural.
	
	Operário caminha sobre a cobertura principal junto aos tirantes de ancoragem
"Observando com cuidado a geometria da cobertura principal da rodoviária, percebemos que ela se aproximava bastante de uma superfície matemática conhecida como parabolóide hiperbólico. Cientes das importantes propriedades dessa curva propusemos, então, algumas mudanças sensíveis na geometria, mas que seriam fundamentais para que pudéssemos ter essa forma sob controle", relata o engenheiro Paulo Sérgio de Souza Ribeiro, diretor técnico da Ferenge Estruturas Metálicas, empresa responsável pelo cálculo e detalhamento da estrutura metálica da edificação.
Para estabelecer a conduta mais indicada para essas mudanças, foi necessário elaborar uma função matemática especial (veja boxe Geometria bem dimensionada). Segundo o engenheiro, essa forma tem uma particularidade estrutural. Ela se enquadra no que se costuma chamar de "forma ativa". Essas formas descrevem o caminho natural das forças na estrutura. Um exemplo simples desse tipo de forma é a descrita por um fio de energia entre uma torre e outra. "Para esse fio as flexões são desprezíveis e temos a predominância apenas de esforços axiais de tração. Daí a ideia de nos beneficiarmos dessas propriedades."
Geometria bem dimensionada
Entre os desafios do cálculo estrutural, conceber o projeto e ter a geometria sob controle exigiu a aplicação da seguinte equação matemática:
	
	
	
Segundo o engenheiro e diretor técnico da Ferenge, a tarefa foi desenvolver essa equação e calcular as constantes "a" e "b" para que a função satisfizesse a forma arquitetônica. Graficamente essa função é representada pela figura abaixo, onde "z" é a altura e "x" e "y" são direções ortogonais em planta.
	
	Na fase da instalação da cobertura, pode-se observar a ligação entre os tirantes rígidos, a treliça principal e as terças
Hipóteses construtivas
A escolha do melhor método construtivo e dos materiais mais adequados à construção da estrutura metálica da cobertura principal demandou ao menos três estudos diferentes. Para tirar melhor partido das propriedades do parabolóide hiperbólico, a hipótese de criar uma estrutura formada por treliças retas - cujas barras eram tubos de aço sem costura - foi a opção que recebeu sinal verde da Reis Arquitetura e da construtora JC Gontijo. 
"Apesar da confecção das treliças demandar maior trabalho, o consumo de aço seria muito menor e as reações de apoio ficariam razoavelmente baixas - além das cargas transmitidas para as fundações também serem aceitáveis", justifica o diretor técnico da Ferenge. A escolha do aço foi considerada, particularmente, pelo alto desempenho estrutural, além do quesito sustentabilidade ambiental. O tubo em aço sem costura se encaixou perfeitamente no projeto por inúmeras razões.
	
	Na cobertura principal, detalhe da ligação entre os tirantes rígidos e o topo da coluna central
Primeiro, porque é considerado um material reciclável. Segundo, como a estrutura é formada principalmente por treliças, predominam esforços de tração e compressão e a seção tubular é apontada como a de melhor eficiência. Para toda a obra, optou-se por um sistema de pintura que permitisse boa ancoragem da tinta, prolongasse o prazo entre as inspeções de manutenção e que, principalmente, suportasseos ataques corrosivos. Na superfície, optou-se pelo jateamento com granalha, revestimento em epóxi para a tinta de fundo e poliuretano para a tinta de acabamento.
Na vedação da cobertura principal, o fechamento foi feito com telha zipada tipo sanduíche, fabricada pela Isoeste. Essa telha possui três camadas: a inferior, bem como a superior, de aço; já a camada intermediária, recebe lã de vidro. 
"No formato parabolóide hiperbólico existe uma região central da superfície em que não há inclinação da cobertura. E a telha zipada, por apresentar apenas uma emenda ao longo de todo o seu comprimento, minimiza a possibilidade de vazamento, principalmente nessa região central. Além disso, essa telha cumpre bem sua função de isolamento do som e do calor externos", conclui o diretor técnico da Ferenge.
Comportamento estrutural
As minúcias e exigências desse projeto tiveram como base estudos mais aprofundados do comportamento estrutural e da escolha dos materiais, sempre considerando um horizonte de 50 anos para a vida útil da edificação. 
Com uma estrutura flexível e vãos relativamente grandes (50 m no vão central), além da presença de longos tirantes de 26 m de comprimento e poucas colunas, a avaliação estrutural considerou ainda as condições geográficas dos arredores da edificação, áreas muito planas e sem muitos obstáculos para o vento.
Somadas, essas diferentes particularidades foram suficientes para despertar uma preocupação com o componente dinâmico do vento (ver foto). É fácil de entender: o vento, chamado de "vento médio", causa uma força constante na edificação. No entanto, prováveis rajadas (que se sobrepõem ao vento médio), acabam provocando uma força variável com o decorrer dos anos. E a preocupação é exatamente com o componente flutuante dessa força, que poderia provocar deslocamentos, velocidades e acelerações inaceitáveis na edificação.  Isso acontece quando, por exemplo, a força de excitação (o vento), vibra junto com a estrutura, um fenômeno conhecido como ressonância.
	
	
Os pequenos blocos no piso simulam a rugosidade do terreno onde o vendo perde energia. Nesse caso, são situações quando, por exemplo, ele passa por árvores e outras construções. Ao fundo, os simuladores de turbulência, chamados de colmeia. Eles simulam uma variação da velocidade do vento ao longo da altitude (quanto maior a altitude, maior é a velocidade do vento) e também as rajadas de vento. No
Túnel de vento
O projeto do novo terminal, com seu formato único, exigiu, portanto,  uma avaliação do comportamento estrutural, pois a ação do vento nessa estrutura também foi considerada muito especial. A forma da cobertura principal fugia das estudadas por especialistas em vento no Brasil. Isso evidenciou que ações dinâmicas importantes também poderiam ser nocivas à estrutura, comprometendo a segurança da obra. "Considerando esses aspectos e pela importância da obra, resolvemos solicitar a realização de um ensaio em túnel de vento, que foi executado pelo Laboratório de Aerodinâmica das Construções da Universidade Federal do Rio Grande do Sul", ressalta o engenheiro Ribeiro. 
Outras questões consideradas foram as variações térmicas do meio ambiente e as ações sísmicas, levando em conta, inclusive, a vigência da norma NBR 15.421/2006 - Projeto de Estruturas Resistentes a Sismos. Nesse ensaio, um modelo reduzido da edificação foi submetido, em laboratório, às ações de vento, simulando as pressões e as interações decorrentes do vento. Isso possibilitou prever o comportamento estrutural com muito mais precisão. 
O estudo possibilitou mostrar como a estrutura vibra; qual a frequência principal e as frequências secundárias de vibração da estrutura, além do formato da vibração. Os resultados apontaram uma frequência natural da estrutura medindo 1,16Hz - o que dispensou um estudo mais aprofundado da ação dinâmica do vento.
	
	A parede de vidro divide o saguão da rodoviária e a área do espelho d'água. Sua extensão, em curva, vai da passarela de embarque à passarela de desembarque
Conforto térmico
Brasília é conhecida por ter um clima quente e muito seco - de abril a setembro predomina a seca e de outubro a março, aproximadamente, é a estação das chuvas. Por isso, segundo a Reis Arquitetura, quando surgiu a proposta de projetar um prédio público com as dimensões do novo terminal, um fator decisivo e muito importante foi priorizar o conforto térmico dos usuários. Para otimizar ao máximo esse resultado, foram considerados ao menos três itens primordiais no projeto. 
O primeiro foi a escolha da ampla cobertura principal, que proporciona uma grande sombra, uma grande "tenda" sob a qual todas as atividades importantes da rodoviária se desenvolvem. A segunda escolha foi o uso de um grande espelho d'água interno, cercado de jardins e áreas de permanência. E a terceira foi a opção pelo sistema de resfriamento evaporativo (de baixo custo e alta eficiência), que também permite uma considerável redução da temperatura interna, aliado à circulação de ar permanente junto à cobertura.
	
	Na fachada da área administrativa, revestimento de alumínio composto e janelas estilizadas com vidros translúcidos
O sistema de resfriamento evaporativo nada mais é do que uma versão mecânica do pano molhado pendurado na janela na direção do vento dominante, prática comum nas residências da cidade, como forma de amenizar a temperatura e a baixa umidade. No resfriamento evaporativo, é o próprio ar que cede o calor para a água evaporar, reduzindo, portanto, a temperatura. 
"De uma maneira mais didática, são grandes ventiladores, calculados de maneira a ter vazão e velocidade adequadas, e dotados com gotejamento de micropartículas de água. Eles ficam posicionados sobre a laje das lojas, permitindo a circulação de ar próximo da cobertura, para que o ar percorra toda a região a ser climatizada e encontre saída natural", elucida a arquiteta.
Mais sustentabilidade
Outro aspecto considerado no projeto foi a preocupação com os efeitos da impermeabilização do solo. Foram criados dois grandes reservatórios de contenção de águas pluviais (com capacidade de 1.250 milhões de litros cada um), evitando-se uma sobrecarga no sistema de drenagem urbano. São reservatórios mais para contenção de águas de chuvas do que para reúso, pois o solo onde o terminal foi construído tem baixa capacidade de absorção de água. 
Não jogar a água diretamente na rede pluvial foi também uma exigência feita pela Secretaria do Meio Ambiente. "Parte dessa água pode ser utilizada para irrigação de jardins, mas não como água de uso do passageiro, pois ela não passa por tratamento. Num primeiro momento, o reúso é unicamente para utilização na parte externa do terminal. O projeto prevê, para o futuro, a instalação de uma central de tratamento de água", comenta a arquiteta Maria Eduarda.
Cobertura principal 
A superfície da cobertura (que totaliza 13.225 m2) tem o formato de um parabolóide hiperbólico, de tal forma que todas as peças da cobertura são retas, não havendo, portanto, peças curvas. Aqui, o vão central é de 50 m e o consumo de aço foi de 535 t. O esquema abaixo mostra a estrutura geral da estrutura.
	
     
Embarque e desembarque
Nessa estrutura metálica, a cobertura se estende por uma área de 4.581.49 m2. A junta de dilatação é feita através de furo oblongo entre as terças; seu suporte está na região da junta. O consumo de aço chegou a 224 t.
	
Passarelas
Projetada para cobrir uma passarela com comprimento total de 220 m, a estrutura metálica da passarela que liga o metrô à rodoviária se estende a três outras passarelas de entrada. Nelas, foram utilizadas 170 t de aço. Abaixo, o esquema da passarela principal e das passarelas de acesso.