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Como modelar coberturas tensionadas?

Compostas por estruturas metálicas e membrana têxtil, tensoestruturas garantem fluidez, beleza e conforto em diferentes situações

Publicado em: 16/07/2020

Texto: Juliana Nakamura

cobertura tensionada
As coberturas tensionadas possuem baixo peso, alto impacto estético e são capazes de vencer grandes vãos (foto: TreasureGalore/shutterstock)

Solução para proteção contra raios solares, vento e chuva, as coberturas tensionadas são compostas por estruturas metálicas tubulares e por membranas tensionadas. Esse tipo de cobertura se caracteriza por baixo peso, alto impacto estético, velocidade de execução e capacidade de vencer grandes vãos. Por isso mesmo, é possível encontrar exemplos de aplicação em projetos de diferentes naturezas, não apenas naqueles temporários, como também nos de longa duração.

É o caso de equipamentos urbanos, arenas esportivas e áreas de convívio em shoppings, passando por abrigos para passeios e estacionamentos. No Brasil, além de estádios como o Mané Garrincha, em Brasília, dois projetos emblemáticos são o restaurante do Complexo do Pão de Açúcar, no Rio de Janeiro, e o Mercado Ver o Peso, em Belém.

“As coberturas tensionadas são aquelas cujo elemento principal é a própria cobertura, que fica em constante estado de tracionamento por meio de cabos e esticadores”, explica o engenheiro Paulo Barroso, CEO na Technica Engenharia.

MEMBRANAS TENSIONADAS

As tensoestruturas são uma solução arquitetônica razoavelmente recente e que ganhou destaque com os trabalhos realizados pelo alemão Frei Otto. A partir da década de 1960, o arquiteto realizou projetos icônicos como o Pavilhão Alemão para a Expo de 1967, em Montreal, e o Estádio Olímpico de Munique. “De lá para cá, a tecnologia passou por avanços consideráveis, seja no dimensionamento, que utiliza softwares específicos avançados para cálculo, seja com a oferta de tecidos de alta resistência”, comenta Barroso.

Hoje, a indústria oferece malhas de fios de poliéster amalgamados em extrato de PVC, tecidos à base de fibra de vidro e de TPFE (politetrafluoretileno). As membranas podem receber tratamentos de resinas poliméricas que elevam sua resistência mecânica aos raios ultravioleta, às intempéries, ao fogo e ao ataque de microrganismos. Os tratamentos podem resultar em coberturas com diferentes níveis de luminosidade e contribuir para o isolamento térmico.

VENTILAÇÃO NATURAL

As membranas tensionadas permitiram à arquitetura deixar de lado formas retas e rígidas típicas dos telhados em prol de formas orgânicas e leves. Por serem parcialmente translúcidas, elas têm, também, um apelo ecológico, ao permitir o aproveitamento da luz solar. As membranas de poliéster e PVC, por exemplo, conseguem coeficientes de transmissão de luz que variam de 3% a 20%.

Além disso, a concepção aberta desse tipo de cobertura permite o aproveitamento da ventilação cruzada, melhorando o conforto térmico interno. “Industrializadas e de rápida instalação, as coberturas tensionadas têm, ainda, a vantagem de poderem ser retiradas e aproveitadas para remontagem em outro local”, diz Paulo Barroso.

ASPECTOS DE PROJETO

Se por um lado as coberturas tensionadas permitem soluções arquitetônicas de vanguarda, por outro elas exigem de seus projetistas experiência e ferramentas computacionais complexas. A concepção desse tipo de estrutura envolve uma série de especificidades. A elaboração do projeto, por exemplo, demanda pleno domínio dos princípios e dos parâmetros que condicionam o sistema, como o fluxo das forças de tração e compressão. “É importante entender que esse tipo de estrutura é muito diferente de uma estrutura convencional e, por isso mesmo, requer engenheiros e arquitetos com formação especializada”, salienta Paulo Barroso. Ele ressalta que o projeto de uma tensoestrutura trabalha com grandes deformações, com a não linearidade e com a elasticidade do material.

De modo geral, as estruturas tensionadas são projetadas com formas mistas, derivadas de uma ou mais concepções estruturais típicas. No Brasil, entre as tipologias mais usuais estão os cálices (com geometria parecida à de um bumerangue), umbrella (semelhante a um guarda-chuva) e tenda cônica.

No Brasil, não existem normas técnicas para a execução de estruturas tensionadas. Como referências, são utilizadas normas europeias e norte-americanas.

MANUTENÇÃO DE VIDA ÚTIL

A manutenção das membranas é fundamental para a durabilidade do sistema, especialmente nos casos em que a cobertura fica instalada por tempo indeterminado. Os melhores produtos duram, facilmente, trinta anos, e os fabricantes costumam oferecer dez anos de garantia contra problemas como perda de cor e esgarçamento.

O trabalho geralmente envolve lavagem e reforço do tensionamento anual. Além das membranas, a manutenção deve se atentar também para a estrutura metálica, que requer inspeção e repintura periódicas. Detalhes do projeto, em especial do sistema de drenagem, contribuem para elevar a durabilidade e diminuir a necessidade de intervenções. “Uma solução usual e eficaz para coberturas do tipo cone invertido, é fazer a água descer por dentro do pilar para condução à cisterna para reaproveitamento”, conclui o engenheiro Paulo Barroso.

Colaboração técnica

Paulo André Brasil Barroso – Engenheiro civil com mestrado em engenharia de tensoestruturas pela Anhalt University, em Dessau, Alemanha. É CEO na Technica Engenharia & Arquitetura Estrutural e na Tensor Estruturas Especiais & Tecnologia.