Museu do amanhã

Museu do amanhã

O museu, que tem como ideia essencial conscientizar o visitante sobre os impactos das ações do presente no futuro, conta com alternativas sustentáveis na área de construção civil, combinadas com uma arquitetura única e moderna.

Localizado na Baía de Guanabara, o Museu do Amanhã faz parte do projeto Porto Maravilha, que visa a revitalização da região portuária do Rio de Janeiro, a qual enfrentava décadas de atraso e abandono. O projeto do renomado arquiteto espanhol Santiago Calatrava conta com uma arquitetura única, com balanços de 70 e 65 metros e formas curvilíneas, visando representar a tecnologia trabalhando em conjunto com a arte. Com a missão de fazer com que o visitante reflita como suas atitudes moldam o futuro do amanhã, o museu foi todo projetado tendo como pilares tecnologia e, principalmente, sustentabilidade. O edifício do museu tem dois andares destinados ao público, com auditório, loja, restaurante, café, espaços educativos e bilheteria. Sua capacidade é estimada em 11,5 mil visitantes por dia.

Inicialmente, era planejado utilizar a estrutura do Píer Mauá para apoiar a edificação, porém, na análise do estado das fundações, verificaram-se diversas manifestações patológicas, tais como estacas seccionadas, trincadas ou fissuradas, comprometendo o seu desempenho. Com isso, optou-se por fazer fundações próprias para essa edificação. Assim, enquanto no projeto original estavam planejadas 400 estacas, no novo projeto totalizaram-se 2500 estacas, sendo 1500 delas metálicas com profundidade média de 20 metros e 1000 delas estacas-raiz a 18 metros.

PÍER MAUÁ em operação, década de 1960.

Figura 1 – Píer Mauá antes da construção do Museu do Amanhã. Fonte: Porto Novo, 2016.

Toda a estrutura da edificação, com exceção da cobertura metálica, foi executada em concreto, e foi modelada utilizando recursos computacionais. Foram feitas desde análises simplificadas, utilizando softwares de análise matricial de estruturas reticuladas, até modelos mais complexos, de elementos finitos, com elementos de casca e sólidos, a fim de determinar os esforços solicitantes. A composição da estrutura de concreto pode ser observada na Figura 2.

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Figura 2 – Composição da Estrutura de Concreto. Fonte: Revista Téchne, fevereiro de 2016.

No projeto original, a laje do subsolo seria protendida, com objetivo de vencer os vãos e esforços da subpressão, porém, para agilizar a execução da obra, foi eliminada a protensão nesta etapa, alterando-se a espessura da laje para 60 cm. No pavimento térreo também foi executada uma laje em concreto armado, com cerca de 200 m de comprimento e espessura média de 25 cm. As paredes e pilares da edificação também foram executadas em concreto armado, mas com fck 50 MPa, enquanto nas lajes e vigas utilizou-se fck 30 MPa. Já a laje do segundo pavimento, por precisar suportar cargas acidentais elevadas (de até 10 kN/m²), e também para manter certas características arquitetônicas, foi protendida. O trecho sobre o auditório, por possuir vão de 27 m em uma direção e 24 m na outra, foi feito em laje nervurada de 60 cm e protendido em ambas as direções. Outras partes da laje do segundo pavimento foram feitas em laje nervurada protendida de 40 cm e laje maciça protendida. Há também duas galerias técnicas em concreto protendido, que funcionam como vigas caixão, a fim de receber parte do carregamento da cobertura metálica.

Como a obra possui ângulos diferentes, as formas de concretagem foram utilizadas apenas uma vez, sendo que numa obra convencional são usadas em até 10 vezes.Com isso, para otimizar o tempo, em todas elas já estavam acopladas as tubulações de água, esgoto, ar-condicionado e eletricidade. No total, foram feitas quase 300 etapas de concretagem. Para combater os esforços de retração e variação da temperatura, a estrutura da obra foi dividida em quatro partes, com três juntas de dilatação, conforme ilustrado na Figura 3.

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Figura 3 – Divisão da estrutura. Fonte: Revista Téchne, fevereiro de 2016.

O que mais chama atenção no museu é sua cobertura metálica de 340 metros, inspirada nas bromélias, ancorada apenas em dois pontos fixos (os demais apoios não restringem os deslocamentos horizontais). A estrutura é formada por perfis tubulares de aço do tipo caixa enrijecido, que compõem uma grande treliça espacial autoestável, coberta por placas de aço patinável (três vezes mais resistente à corrosão em comparação com o aço comum). Sobre a estrutura principal, encontram-se os conjuntos de estrutura metálica móvel, nos quais estão instaladas placas de painéis fotovoltaicos para a captação de energia solar. Totalizam-se 48 conjuntos que se movem de acordo com o ângulo do Sol, buscando sempre o maior aproveitamento da luz, de modo que a aparência externa do museu muda ao longo do dia. O movimento das aletas móveis é automatizado e feito por 184 pistões hidráulicos interligados em um único eixo de cada lado. A captação produz 250 KWh/ano, o que representa entre 7% e 9% da energia total utilizada pelo museu.

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Figura 4 – Cobertura metálica sendo posicionada enquanto na etapa de concretagem. Fonte: Porto Novo, 2014.

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Figura 5 – Esquema da movimentação das aletas móveis de acordo com a posição do sol. Fonte: Concreto em Curva, 2016.

Para garantir a estabilidade da cobertura, uma maquete da estrutura foi ensaiada no equipamento de túnel de vento do Instituto de Pesquisas Tecnológicas do Estado de São Paulo (ITP).Esta passou por simulações da ação do vento tanto para região de mar quanto para área urbanizada, pois a edificação é cercada por mar em três lados, exceto a entrada. Estes testes foram necessários devido a forma arrojada da cobertura, visto que as aletas móveis podem causar interferências significativas na ação do vento sobre a estrutura. Também foram feitos ensaios de carregamento estático na cobertura e fachadas para o dimensionamento de esquadrias. O descimbramento da estrutura metálica exigiu cuidado extremo, com medições topográficas ao longo de todo o processo, que durou dois dias para cada balanço. A cobertura foi fabricada com uma contraflecha, que foi compensada após a remoção dos escoramentos com a acomodação dos carregamentos do peso próprio. Para atingir menor absorção de calor, a estrutura metálica foi pintada de branco.

Com o objetivo de reutilizar os recursos naturais da região, a água da Baía de Guanabara é utilizada nos espelhos d’água e para o sistema de refrigeração, onde a água salgada será aproveitada como fonte de remoção de calor no condicionamento de ar (Figura 7). Serão utilizados equipamentos para transferência de calor entre a água do mar e a água de condensação que passa pelos chillers (sistema resfriador de água, a água resfriada é utilizada com o objetivo de arrefecer o ar), mas em momento algum haverá mistura física entre as águas doce e salgada. Após a sua utilização a água voltará para o mar, reduzindo o uso de água potável. Já a água da chuva (Figura 6) é captada pela cobertura e é utilizada como complemento para a irrigação de jardins, descarga de vasos sanitários e lavagem de pisos. Ainda visando a sustentabilidade, a seleção dos materiais foi feita a partir de critérios ambientais como baixa toxidade, conter componentes reciclados, alta durabilidade e proximidade do local da obra, visando diminuir a emissão dos gases do efeito estufa.

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Figura 6 – Sistema de reuso da água da chuva. Fonte: Porto Maravilha, 2015.

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Figura 7 – Sistema de condicionamento de ar. Fonte: Porto Maravilha, 2015.

A altura restringida a 18 metros, para não prejudicar a visibilidade dos imóveis tombados na área, não foi um empecilho para a construção de um museu de formas únicas e tecnologia surpreendente. Contando com incríveis 55 mil toneladas de concreto estrutural, 4300 toneladas de estruturas metálicas, 76 mil litros de tinta e 3.800 m² de vidros, a obra rendeu ao engenheiro Flavio D’Alambert o prêmio Talento Engenharia Estrutural 2015, na categoria obras especiais. Pela sustentabilidade notável do projeto, obteve a certificação LEED (Leadership in Energy and Environmental Design).

O museu, que se fundamenta no conceito de que o amanhã não é uma data no calendário ou um lugar, mas sim uma construção coletiva da nossa civilização. Serve aos seus visitantes como instrumento de educação, apresentando alternativas de mudança no presente para reduzir o impacto ambiental no futuro.

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Figura 8 – Museu do amanhã. Fonte: Concreto em Curva, 2016.

Autoria: Leticia Silveira Moy.

Acesso às REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS.