Domos geodésicos: O que são e quais suas vantagens

Rio de Janeiro 08/11/2016 | 14:55 - Por: Redação Sustentarqui

Domos geodésicos: O que são e quais suas vantagens para a construção sustentável

Domos geodésicos

O que são os domos geodésicos?

Os domos geodésicos, também chamados de cúpulas ou abóbadas, podem ser definidos, de forma resumida, como estruturas compostas por uma rede de polígonos, geralmente triângulos, que formam uma esfera, ou parte dela.

Vantagens dos domos geodésicos:

– Eficiência Energética: Por ser uma forma esférica os fluxos de ar são circulares, o que torna mais fácil a climatização, e por ter uma cobertura curva, a superfície que enfrenta o sol é menor, por isso não há grandes variações de temperatura no verão e inverno. Além disso, quando comparado com uma estrutura em forma retangular semelhante, a cúpula tem 30 por cento menos de área de superfície, o que significa uma economia de cerca de 30 por cento para aquecimento ou resfriamento.

– Construção rápida e limpa: É uma estrutura relativamente fácil e rápida de construir e transportar, além disso gera muito menos resíduo que as estruturas tradicionais;

– Resistência as intempéries: A estrutura é leve e resistente, capaz de resistir a ventos fortes, terremotos e tormentas de neve.

– Vãos livres: Como a estrutura não possui pilares, há mais espaço livre no interior.

Ventilação Natural: Com aberturas bem orientadas, na base, meio e topo, fornece uma excelente mistura do ar e temperatura, e pode funcionar como efeito chaminé. A boa circulação do ar, devido a forma esférica, não permite o estancamento do ar que pode criar proliferação de fungos, bactérias ou umidade.

– Redução dos custos iniciais: Por necessitar uma menor quantidade de material empregado, há uma redução dos custos de materiais, e também por ser uma estrutura relativamente fácil de montar, há uma redução também nos custos de mão de obra.

 

Os domos geodésico na história:

Os domos geodésicos são estruturas arquitetônicas existentes desde o início da história da humanidade e podem ser encontrados nos mais diversos tamanhos e construídos com diferentes técnicas e materiais, desde as ocas de madeira e barro feitas por diversos povos tribais em todos os continentes até os grandes domos de aço e concreto presentes em estádios, templos e edifícios governamentais em todo o mundo.

Ainda que possam ser também ovais ou paraboloides, o seu formato mais comum é o da meia-secção da esfera, ou hemisfério (como é o caso da Basílica de São Pedro, no Vaticano, ou do edifício do Capitólio dos Estados Unidos).

Muitas vezes relacionados a abóboda celeste, ao transcendente ou ao divino, os domos costumavam estar presentes em edifícios de grande importância local, seja por sua relação com a espiritualidade humana, com igrejas templos e mausoléus, seja do ponto de vista político, como em palácios e prédios governamentais.

Imponentes e majestosos, parte daquilo que historicamente fez com que os domos estivessem presentes em sua maior parte nesse tipo de edificação foi não apenas a sua grandiosidade arquitetônica, mas também a complexidade e o enorme consumo de recursos da sua construção, que exigia materiais robustos como pedras ou o aço e o concreto, e sistemas elaborados de arcos cruzados para sua sustentação.

Richard Buckminster Füller o pai do domo geodésico:

Com o desenvolvimento de novos materiais e técnicas de engenharia na moderna era industrial, as vantagens únicas dos domos, capazes de cobrir um grande volume de espaço da forma mais eficiente sem a necessidade de colunas e utilizando o menor volume de material, chamaram a atenção do pensador, arquiteto e inventor norte-americano Richard Buckminster Füller.

Considerado como o pai do domo geodésico, “Bucky” Füller iniciou sua busca por auxiliar no desenvolvimento de técnicas e soluções tecnológicas que pudessem melhorar a condição humana de forma eficiente ainda na década de 30, tendo como base os conceitos de sinergia e “maximização dinâmica” (elaborado por ele). Nesse sentido, suas ideias já apresentavam alguns vislumbres do conceito de uma arquitetura sustentável e de baixo impacto ambiental décadas antes deste conceito ter sido criado.

Após diversos estudos e experimentos relacionados a abrigos práticos e que utilizassem a menor quantidade possível de recursos, Fuller elaborou em meados dos anos 40 os princípios geométricos que tornaram possível o desenvolvimento da arquitetura do domo geodésico. Sua base foram as propriedades estruturais dos triângulos e as relações geodésicas dos sólidos platônicos, em especial o icosaedro, princípios a partir dos quais desenvolveu a mais popular e difundida forma de domo geodésico.

Em 1949, junto de estudantes e professores do Black Mountain College, ergueu a primeira grande estrutura geodésica capaz de sustentar o seu próprio peso para além de qualquer limite prático. Para provar seu conceito, Fuller e diversos alunos participantes do projeto penduraram-se no domo, feito de estreitas barras de alumínio aeronáutico.

domos geodésicos

Foto: Hazel Larsen Archer

Por alguns anos, Fuller construiu e apresentou os seus domos em espaços acadêmicos e feiras de ciência e tecnologia, mas logo a estrutura chamou a atenção dos mais diferentes setores, desde empresários da construção civil e militares norte americanos até os incipientes ambientalistas e permacultores da cultura hippie dos anos 60 e 70.

Difundida de forma mais intensa nos Estados Unidos, Canadá e partes da Europa ocidental durante as primeiras décadas de sua utilização, a arquitetura geodésica de Fuller foi usada para os mais diferentes propósitos, desde estufas domésticas até planetários astronômicos, mas se tornaria famosa mundialmente através de grandes estruturas, como a Biosphera em Montreal, antigo pavilhão norte-americano da Feira Mundial de 1967 projetado por Fuller, a esfera geodésica com quase 50 metros de diâmetro do Epcot Center ou o Superior Dome em Michigan, em estrutura de madeira com mais de 160 metros de diâmetro e com uma área coberta de mais de 21.000m².

domos geodésicos

Pavilhão norte-americano da Exposição Mundial de 1967 – Foto: Cédric THÉVENET – CC BY-SA 3.0

domos geodésicos

Epcot Center – Foto:Katie Rommel-Esham CC BY-SA 3.0 us

Compreendendo a Geometria Geodésica:

Nos últimos vinte anos, com o auxílio da internet, o desenvolvimento de uma cultura preocupada com soluções sustentáveis e de menor impacto ambiental e a utilização em grandes festivais alternativos, como o Burning Man, no deserto de Nevada, a geometria do domo geodésico de Fuller tem se disseminado mundialmente, levando ao desenvolvimento de novas ferramentas e técnicas que tornam a construção de um domo geodésico um processo acessível mesmo àqueles com menor grau de especialização, já que hoje muitos dos cálculos para o projeto de um domo geodésico podem ser realizados por programas de computador.

domos geodésicos

Imagem: Diogo Marques

Ainda assim, para se construir um domo na prática é importante compreender melhor alguns elementos geométricos utilizados por Bucky Fuller que formam a base da arquitetura geodésica. Para a matemática, o termo geodésia (do grego geo=terra e daiein=dividir) se refere a medições e cálculos realizados sobre superfícies curvas, como a superfície do nosso planeta. Na geometria geodésica, o termo linha geodésica é a linha mais curta que liga dois pontos de uma superfície curva. Quando essa superfície é uma esfera, essa linha forma um arco que cruza um grande círculo da esfera, que é o círculo de maior diâmetro possível naquela esfera, como as linhas de longitude (ou meridianos) e o equador da terra.

O domo geodésico pode ser definido, de forma resumida, como um poliedro (ou sólido) irregular gerado a partir da projeção das faces de poliedros regulares, composta por elementos triangulares justapostos e organizados de forma que todos os seus vértices sejam congruentes com um grande círculo da esfera. Na geometria, existem apenas cinco poliedros que podem ser inscritos em uma esfera de forma simétrica e regular, de forma que todos os seus vértices sejam congruentes com grandes arcos da esfera, os chamados sólidos platônicos.

Para que as formas geodésicas mantenham essa característica estrutural própria dos poliedros regulares eles são geradas a partir da projeção das faces de qualquer um desses sólidos nos grandes arcos da esferas em que eles estão inscritos. O número de divisões do arco da esfera determina a frequência (V) da esfera geodésica. Como as projeções geradas a partir do icosaedro possuem a melhor relação entre o volume de material e a área da superfície da estrutura, esse é o sólido mais utilizado atualmente para se construir domos.

Os domos geodésicos são formados a partir da secção da esfera geodésica em uma de suas frações, mas apenas as geodésicas de frequência par (V2, V4, V6, etc…) terão a bases regular ao serem seccionadas em seus hemisférios. Por esse motivo, os domos geodésicos de frequência par também são mais comuns. A escolha da frequência e da secção a ser feita dependerá do uso que será dado ao domo, e cada projeto exigirá um estudo particular, mas, comumente, utilizam-se frequências menores para domos pequenos e maiores para domos de grande porte.

 

Desvantagens dos domos geodésicos:

– Impermeabilização: Como tem muitas superfícies de interseção em comparação com as estruturas convencionais, a impermeabilização requer mais cuidados pois devem ser impermeáveis, tanto as superficies como suas uniões.

– Dificuldade de encontrar esquadrias: Portas e janelas devem ser fabricadas especialmente e podem ser mais caras, justamente por serem fora do padrão.

– Espaço não utilizado: Sua cobertura circular reduz a altura livre em torno das paredes externas da casa.

– Valor de revenda: Por não ser uma forma comum para construções, poderá ser mais difícil revender o imóvel.

 

Texto enviado por Diogo Marques da Domos Cantareira

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