Domos proporcionam rigidez, iluminação natural e conforto térmico

Domos – ou cúpulas – são utilizados há milhares de anos na construção civil, sendo uma das formas mais eficientes de coberturas, por oferecerem grande rigidez ao sistema. Bastante usados em shoppings, estádios, arenas esportivas e centro de eventos, eles proporcionam iluminação natural e ventilação, reduzindo o consumo de ar-condicionado.

Comumente empregados em projetos com vãos livres, os domos podem ser fixos ou retráteis. Em projetos que apresentam grandes vãos, normalmente existe uma baixa relação entre peso e vão – ou seja, o tamanho do vão a ser superado não tem muita influência sobre o peso do domo –, o que leva à necessidade de cuidados especiais em relação à análise dinâmica.

“Quando se trabalha com essa estrutura, entre todas as preocupações, também é preciso considerar e planejar como será o procedimento de movimentação da peça até a posição final”, diz o engenheiro Flávio D´Alambert, secretário da diretoria de Metálicas da Associação Brasileira de Engenharia e Consultoria Estrutural (Abece).

O tamanho do vão livre influencia, ainda, na resistência da estrutura que suporta o domo. “Essa medida é diretamente proporcional aos esforços e, consequentemente, à dimensão das peças dos elementos principais”, afirma.

Quando se trabalha com essa estrutura, entre todas as preocupações, também é preciso considerar e planejar como será o procedimento de movimentação da peça até a posição final

Flávio D´Alambert

As soluções de projeto mais indicadas para vão livre são as estruturas leves, justamente pela grande rigidez que apresentam. “O uso de treliças de alturas variadas ganha a preferência nesses casos”, fala o engenheiro. Entretanto, não é sempre que se pode optar por essas cúpulas, pois existem limites de tamanho que são atrelados aos sistemas de montagem disponíveis. “Quanto maior o vão livre, maiores e mais pesadas serão as peças, encarecendo a execução. Hoje, a limitação econômica, e não técnica, seria de um domo com mil metros de vão, que daria uma altura de, aproximadamente, 200 metros”, ressalta.

SOLUÇÃO ESTÉTICA OU FUNCIONAL?

Sistemas retráteis com grandes vãos dificilmente são utilizados, pois sua implementação costuma ser bem mais cara, e tem manutenção mais trabalhosa se comparada aos sistemas fixos. Essa solução se mostra viável em espaços onde se realizam eventos diurnos e noturnos, em qualquer situação climática. “Também existem situações onde se procura manter o conforto interno e economia de ar-condicionado, como em shopping centers, piscinas e outros”, opina D'Alambert.

Quando o domo conta com soluções de automação para se tornar retrátil, o cálculo estrutural tem de levar em consideração as diferentes disposições da estrutura. “Inclusive, com simulações variadas nos ensaios de túnel de vento, pois o efeito da força dos ventos nos domos fechados é completamente diferente da mesma ação com as estruturas abertas ou semiabertas. Tudo deve ser previsto e estudado”, destaca o engenheiro.

Contudo, equipar esse tipo de cobertura com soluções de movimentação nem sempre pode ser uma boa solução, pois os custos de equipamentos e de manutenção do sistema se tornam fator limitante do empreendimento.

MAIOR DOMO DO MUNDO

No fim de 2015, o Complexo Esportivo de Singapura foi eleito como o melhor projeto de engenharia estrutural do ano pela Institution of Structural Engineers (IStructE). De autoria dos escritórios DP Architects e Arup Associates, o estádio conta com o maior domo de vão livre do mundo, com 310 m em seu ponto mais largo. A estrutura é retrátil e utilizada para cobrir as arquibancadas, que têm capacidade para 55 mil espectadores.

Estruturas com grandes vãos levam a análises avançadas de desempenho dinâmico, devido principalmente às ações da natureza, vento, sismos, entre outros

Flávio D´Alambert

O júri da premiação justificou sua escolha afirmando que: “A solução estrutural para esse, que agora é o maior domo de vão livre do mundo, é um testamento da mais sofisticada otimização de projeto e da colaboração entre arquitetura e engenharia. Ferramentas de design paramétrico foram usadas para obter um resultado de projeto muito eficiente e funcional, além de uma expressão arquitetônica simples e impressionante".

Para o engenheiro Flávio D´Alambert, as principais dificuldades que a engenharia enfrenta em projetos como o de Singapura estão relacionadas à compatibilização da estética arquitetônica com a eficiência estrutural e custos plausíveis. “Estruturas com grandes vãos levam a análises avançadas de desempenho dinâmico, devido principalmente às ações da natureza, vento, sismos, entre outros. No desenvolvimento do projeto, também é fundamental simular passo a passo o procedimento de montagem, pois a logística é fator limitante no sucesso da construção”, afirma.

Uma característica interessante do Complexo Esportivo de Singapura é que foi usado um terço da quantidade de aço normalmente empregada para vencer vãos com medidas similares. Os domos, por terem a forma de cúpula e conferirem ao sistema grande rigidez, normalmente permitem a economia de material na confecção das estruturas. “Entretanto não foram mencionados os valores para instalação dos equipamentos de movimentação das partes retráteis. Essa tecnologia deve ter custado algumas vezes mais do que um sistema de movimentação utilizado em estruturas planas”, diz D´Alambert, citando como exemplo o estádio Arena da Baixada, em Curitiba (PR), que conta com cobertura plana e móvel.