Uma análise estrutural da Catedral de Brasília de Oscar Niemeyer
A Catedral de Brasília é um monumento de características únicas, de muito importância para o patrimônio histórico nacional e um marco na Arquitetura e na Engenharia Estrutural. A motivação para pesquisar e estudar mais a respeito desse monumento deve-se pela carência de publicações referentes a estrutura e a execução dessa obra de arte e por apenas mencionarem a parte arquitetônica das obras.
Esse será o primeiro de uma série para preencher essa lacuna na história da Engenharia Estrutural dos monumentos de Brasília.
História
A Catedral de Brasília foi construída no período de 1959 a 1970 – na primeira fase, de seis meses, apenas a estrutura da nave principal (1959-60) – e a conclusão do restante se deu de 1969 a 70.
Essa é uma das obras mais admiradas do Arquiteto Oscar Niemeyer, que procurou uma forma “compacta e límpida, composta por 16 montantes de concreto que, ao invés de se unirem em teto, arco ou ogiva, convergindo para uma abóbada protetora e invertida, se opõem, ao contrário, num gesto violento de tensão, como o de duas mãos estendidas com os dedos abertos num espasmo de súplica. Outros a comparam com a coroa de espinhos de Cristo na Paixão. Representa algo inteiramente oposto à serenidade ascética do Gótico ou ao contentamento erótico do Barroco”.
No topo, uma coroa serve de apoio para garantir a amarração e rigidez, permitindo a iluminação pelo alto. Por uma questão de estabilidade, essa coroa ficou situada bem abaixo, atenuando a leveza e transparência da estrutura.
O acesso à Catedral, bem como de outros edifícios monumentais da cidade de Brasília, é desvinculado da via pública por uma rampa que acessa o subsolo.
Estrutura
Na parte estrutural, trata-se de uma estrutura equilibrada por 16 pilares. Sua sustentação é feita por dois anéis de concreto armado. O superior, com aproximadamente 6,8m de diâmetro, está localizado próximo ao topo dos pilares, absorvendo os esforços de compressão. Esse anel passa por dentro dos pilares, tornando-se imperceptível aos olhos.
Já o anel inferior com 60m de diâmetro, ao nível do piso, absorve os esforços de tração, funcionando como um tirante, reduzindo as cargas nas fundações, que recebem apenas esforços verticais. Esse anel só é visível no interior da Catedral.
A laje de cobertura não tem função estrutural, mas apenas de vedação.
O responsável pelo cálculo estrutural da Catedral é o engenheiro Joaquim Cardozo, também é responsável por outras edificações de Niemeyer.
A concepção dos pilares é especialmente interessante. A seção é toda variável ao longo do comprimento e, em alguns trechos, com uma geometria particular, que se assemelha a um triângulo vazado. O escoramento das fôrmas dos pilares de concreto, no sistema ‘caixão perdido’, foi feito em estrutura metálica tubular, na forma de ‘leque’, apoiando cada coluna. Assim, os dois anéis garantem a estabilidade dos 16 pilares. O anel superior combate os esforços a compressão e serve como união dos pilares.
O inferior funciona como um tirante e se subdivide em outros quatro anéis, um desses com dois metros de base, unidos por vigas e formando uma grelha circular. O fechamento dessa grelha se dá através de duas lajes de vedação, na parte inferior e superior.
O anel inferior de tração foi concebido de forma a permitir a transmissão exclusiva de esforços verticais aos blocos de fundação. O espaço entre o anel e a infraestrutura foi preenchido com placas de neoprene, para liberar a rotação nesses apoios.
A estrutura de suporte dos vitrais é composta por treliças de aço tridimensionais, fixadas ao longo dos pilares de concreto, através de barras de aço.
A estrutura do espelho d’água que circunda a Catedral é de concreto protendido e só foi realizada dez anos após o início das obras.
Fundação
Os tubulões foram escavados a céu aberto com diâmetro de 0,70m de profundidade de aproximadamente 28,00 m com as bases alargadas. São 16 blocos ligados através de cintamento, apoiados em 16 grupos de tubulões. Através blocos de fundação nascem 16 pilares, um em cada bloco, que suportam o anel de onde saem as 16 colunas que marcam a estrutura da Catedral de Brasília. O anel de tração está separado dos pilares da infraestrutura por placas de neoprene (50cm x 50cm x 2.5cm).
A função deste anel de tração é a de absorver os esforços horizontais transmitidos pelas 16 colunas. O neoprene impede que qualquer movimento horizontal do anel de tração seja transmitido para os pilares da infra-estrutura.
Execução
O arquiteto técnico responsável pela execução Carlos Magalhães diz em depoimentos que as fôrmas da estrutura de concreto eram verdadeiras “obras de arte”, de difícil concepção e execução, pois a geometria das seções era bastante complicada. Para que as fôrmas pudessem ser construídas, foi necessário desenhar no canteiro de obras, com as dimensões reais, uma das colunas e depois disso montar aproximadamente 20 ‘cortes transversais’, a fim de que fosse possível transferir para o concreto a forma projetada pelo arquiteto.
O escoramento era montado começando pelo fundo das colunas, depois a armação, os caixões perdidos e o complemento das armações. As fôrmas eram fechadas de maneira a permitir que a concretagem fosse feita por etapas e que as colunas recebessem o mesmo volume de concreto a cada etapa de concretagem.
A concretagem dos pilares era realizada em segmentos de quatro metros e o concreto era lançado através de guindastes e dosado na própria obra.
Os materiais eram procedentes de diferentes regiões: o cimento de Minas Gerais, Goiás e Mato Grosso, a areia do próprio solo de Brasília e a brita da região do Entorno, próxima a Sobradinho-DF. Segundo o responsável técnico, foi feito o controle rigoroso do concreto, com a moldagem de corpos de prova e ensaios pelo laboratório do engenheiro Mauricio Viegas, no Distrito Federal.
Fontes:
REFERÊNCIAS ABNT- ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS – NB.(1978).Projeto e execução de estruturas de concreto armado. Rio de Janeiro, Brasil. ABNT – ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS – PNBR-6118.(2001). (Projeto de revisão da NBR-6118): Projeto de estruturas de concreto. Rio de Janeiro, Brasil. ABNT- ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS – NBR 6120:,(1980)., Cargas para o cálculo de estruturas de edificação. Brito, C. et al – Catedral de Brasília.(2000). Departamento de Tecnologia da Faculdade de Arquitetura e Urbanismo da UnB. Monografia da disciplina Sistemas Estruturais em Concreto Armado. Brasília, Brasil. Castro, E.K., Clímaco, J.C.T.S. e Nepomuceno, A. (1995). Desenvolvimento de metodologia para manutenção de estruturas de concreto armado. 37o . Congresso do Instituto Brasileiro do Concreto – Ibracon, Vol.1, pp. 293-307, Goiânia-GO. Fusco, P.B. – (1981). Solicitações normais. Ed. Guanabara Dois, Brasil. Magalhaes, C. – (2001). Depoimento escrito e oral aos autores. Setembro. NOVACAP (2001).Companhia Urbanizadora da Nova Capital do Brasil – Acervo de Fotografias e Documentos. Pesquisa em setembro.CATEDRAL DE BRASÍLIA: HISTÓRICO DE PROJETO/ EXECUÇÃO E ANÁLISE DA ESTRUTURA Diogo Fagundes ,PESSOA1 João Carlos Teatini de S.,CLÍMACO2.//www.eniopadilha.com.br/arquivos/CatedraldeBrasilia.pdf
