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UNIVERSIDADE FEDERAL DO PARANÁ PRÓ-REITORIA DE PESQUISA E PÓS-GRADUAÇÃO PROGRAMA DE INICIAÇÃO CIENTÍFICA – 2014/2015 RELATÓRIO FINAL DE PESQUISA
GIULIANA BERNARDI BENATTO
INICIAÇÃO CIENTÍFICA – PIBIC VOLUNTÁRIA
PLANO DE TRABALHO:
Vida e obra do arquiteto Frei Otto
Relatório final apresentado à Coordenadoria de Iniciação Científica e Integração Acadêmica da UNIVERSIDADE FEDERAL DO PARANÁ – UFPR por ocasião do desenvolvimento das atividades voluntárias de Iniciação Científica no período de junho a julho de 2015.
NOME DO ORIENTADOR:
Prof. Dr. Antonio Manoel Nunes Castelnou, neto
Departamento de Arquitetura e Urbanismo
TÍTULO DO PROJETO:
Green Architecture: Estratégias de sustentabilidade aplicadas à arquitetura e design
BANPESQ/THALES: 2014015429
CURITIBA PR
2015
1
1 TÍTULO
Vida e obra do arquiteto Frei Otto
2 RESUMO
Conhecido mundialmente devido ao seu pioneirismo na criação de edifícios com
membranas tensionadas e sua atitude revolucionária na arte de criar estruturas leves, o arquiteto
alemão Frei Otto (1925-2015) tornou-se o grande vencedor do Prêmio Pritzker em 2015. Ex-piloto
e soldado de guerra, Otto estudou arquitetura na Universidade Tecnológica de Berlim (Alemanha),
além de sociologia e desenvolvimento urbano na Universidade de Virgínia (EUA), quando entrou
em contanto com o trabalho dos grandes mestres norte-americanos. Após se doutorar em 1954 na
área de Estruturas Tensionadas pela mesma universidade em que cursou arquitetura, fundou o
Institute for Lightweight Structures na Universidade de Stuttgart; importante instituição alemã
focada no desenvolvimento de estruturas inovadoras, onde permaneceu como professor até 1991.
Otto faleceu no dia 09 de março de 2015 aos 89 anos, um dia antes de ser anunciado o vencedor
do Pritzker.
Tendo como objetivo principal estudar a vida e a obra de Frei Otto, esta pesquisa em
iniciação científica, de caráter teórico-conceitual e cunho exploratório, buscou, de modo
específico, caracterizar seu trabalho e pensamento, por meio da análise técnica, funcional e
estética de três obras de sua autoria, sendo elas: o pavilhão alemão na Exposição Universal de
Montreal (1967), a cobertura do centro multifuncional Mannheim Multihalle (1975) e o pavilhão
japonês na Exposição Universal de Hannover (2000) em parceria com Shigeru Ban (1957-),
vencedor do Pritzker de 2014. Como metodologia adotou-se a revisão web e bibliográfica, além do
estudo descritivo e analítico de três casos ilustrativos. Como resultado constatou-se que o alemão
defendia uma arquitetura leve, inspirada e aberta à natureza, de baixo custo e democrática, cujo
caráter temporário e experimental acabou aproximando-a dos princípios da arquitetura
sustentável. A conclusão da pesquisa possibilitou estabelecer um quadro-resumo sobre o trabalho
de Frei Otto, o qual contribuiu enormemente com o panorama da arquitetura leve, versátil e
econômica, além de fomentar a discussão das relações entre natureza e construção.
Palavras-chave: Arquitetura. Sistemas Estruturais, Frei Otto.
3 OBJETIVOS
Esta pesquisa em iniciação científica, de modo geral, teve como objetivo estudar a vida e
obra do arquiteto alemão Frei Otto, buscando qualificar seu trabalho e pensamento arquitetônico,
por meio da análise de projetos de sua autoria, além de relacioná-lo com a chamada “arquitetura
verde”, abordando suas estratégias de sustentabilidade aplicadas às construções. De modo
específico, fez-se a seleção, descrição e análise de 03 (três) obras que exemplificassem e
ilustrassem sua forma de pensar a arquitetura, avaliando seus principais elementos voltados à
2
prática mais sustentável, além de suas qualidades. Além disso, a pesquisa procurou destacar a
relevância do arquiteto na prática profissional em que prioriza a Green Architecture.
4 INTRODUÇÃO
O arquiteto alemão Frei Otto (1925-2015) tornou-se o quadragésimo vencedor do Prêmio
Pritzker1 da Arquitetura no ano de 2015, especialmente devido aos seus trabalhos e
experimentações com estruturas leves, no intuito de encontrar uma arquitetura mais sensível.
Nascido em 1925 em Siegmar – bairro da cidade de Chemnitz, na Saxônia (Alemanha) –, Frei
Paul Otto (Figura 01), cujo pai e avô eram escultores, cresceu em Berlim, tendo como hobby a
confecção de aeromodelos. Em 1943, Otto iniciou os estudos no curso de Arquitetura da
Universidade Tecnológica de Berlim, os quais foram interrompidos pela convocação para prestar o
serviço militar como piloto nas Forças Aéreas alemãs, durante a Segunda Guerra Mundial
(1939/45). Após sua captura em 1945, tornou-se prisioneiro de guerra e atuou nos campos de
concentração construindo abrigos em forma de tendas, com o mínimo de material possível. Com o
término do conflito mundial, passou a se dedicar à investigação do potencial das tendas em escala
industrial. (ROLAND, 1973)
Em 1948, Otto continuou o curso de arquitetura, já
se destacando por apresentar uma arquitetura diferente
daquela referente às construções dos regimes totalitários
prevalecentes na época. Em uma viagem aos EUA no ano
de 1950, para estudar na Universidade de Virgínia, Frei Otto
entrou em contato com o trabalho de grandes mestres que
atuaram naquele país, como Frank Lloyd Wright (1867-
1959), Ludwig Mies van der Rohe (1886-1969) , Eero
Saarinen (1910-61) e Richard Neutra (1992-70), começando
a atuar profissionalmente em 1952, já de volta à Alemanha,
quando abriu um escritório em Zehlendorf, Berlim. (SHARP,
1993)
Após se doutorar em Estruturas Tensionadas no ano de 1954 pela engenharia civil da
mesma universidade em que cursou arquitetura, Frei Otto fundou o Institute for Development of
Lightweight Construction (Instituto de Desenvolvimento de Construções Leves) em 1957, na
cidade de Berlim, transferindo suas atividades para o Institute for Lightweight Structures (Instituto
para Desenvolvimento de Estruturas Leves) em 1964, vinculado à Universidade de Stuttgart
1 Criado em 1979 pela Fundação Hyatt, sediada em Chicago IL (EUA) e gerida pela família Pritzker – uma das mais ricas dos EUA, responsável por uma rede de mais de 200 hotéis pelo mundo –, este prêmio é considerado o "Nobel" da arquitetura, sendo atribuído anualmente ao arquiteto, ainda em vida, que melhor tenha cumprido os princípios anunciados por Vitrúvio (Século I a.C.), ou seja: o equilíbrio entre funcionalidade (utilitas), solidez (firmitas) e beleza (venustas). (N. A.)
FIGURA 01
3
(Alemanha); importantes instituições focadas no desenvolvimento de processos de criação e
estruturas inovadoras, as quais priorizam a eficiência energética e a leveza. Em Stuttgart,
permaneceu como professor até 1991, vindo a falecer em 09 de março de 2015, aos 89 anos, um
dia antes de ser anunciado como o vencedor do Pritzker (Figura 02). Felizmente, o alemão foi
visitado pelo júri e recebeu a notícia em primeira mão dias antes do anúncio e de sua morte.
Frei Otto recebeu, durante sua carreira, muitos
prêmios dos quais se destacam: a Thomas Jefferson
Medal in Architecture (1974, Filadélfia, EUA), a Medalha
de Ouro do Royal Institute of British Architects (RIBA,
2005), o Praemium Imperiale (2006, Japão) e o Prêmio
Pritzker (2015). Segundo o júri do prêmio Pritzker, o
arquiteto apresentava uma “obra leve, aberta à natureza,
luminosa, democrática, de baixo custo e energeticamente
eficiente”. Por esses e outros motivos, a arquitetura de
Frei Otto aproxima-se do debate da sustentabilidade
aplicada às construções. (GALANI, 2015)
Entre suas principais obras, pode-se citar: o Pavilhão de dança da Federal Garden
Exhibition (Colônia, 1957); o Pavilhão alemão na Exposição Universal de Montreal (1967); a
Cobertura para o Parque Olímpico de Munique (1972); o Auditório e complexo hoteleiro em Meca
(Arábia Saudita,1974); a Cobertura do Mannheim Multihalle (Mannheim, 1975); o Aviário do
Zoológico de Munique (1980); o Tuwaiq Palace (Ryiadh, 1985); e o Pavilhão japonês na
Exposição Universal de Hannover (2000). (OTTO; RASCH et SCHANZ, 2006)
O arquiteto também se tornou conhecido pela sua metodologia de projeto, elaborando
maquetes e testes das estruturas em laboratório. Ele realizava miniaturas para estudar as
possibilidades estruturais e estéticas, destacando a importância da experimentação na arquitetura
e realizando experiências com bolhas de sabão – um dos materiais que usava para criar modelos
em escala reduzida das estruturas (SONGEL, 2008). O Institute for Development of Lightweight
Construction, fundado por Otto no final da década de 1950, desenvolve até hoje pesquisas que
procuram estabelecer analogias entre possibilidades construtivas e elementos da natureza, como
teias de aranha, esqueletos, galhos de árvores, asas de libélulas, etc. (Figuras 03 e 04)
FIGURA 02
FIGURA 03 FIGURA 04
4
5 REVISÃO DA LITERATURA
Em termos históricos, pode-se dizer que a consciência ecológica é uma novidade na área
da arquitetura, pois data de meados do século passado a preocupação generalizada sobre a
escala dos impactos humanos sobre o planeta, sua abrangência e reversibilidade. Embora desde
os primórdios da humanidade, o homem vem intervindo sobre a natureza – o que consiste a priori
a essência da arquitetura como forma de apropriação e transformação do mundo natural –, foi a
partir da industrialização entre os séculos XVIII e XIX e, mais recentemente, dos processos de
aumento da urbanização mundial e registros de graves problemas ambientais desde a década de
1950, que se passou a discutir não somente a proteção do ser humano e do planeta, mas da vida
como um todo.
Esse processo lento, mas contínuo e cada vez mais abrangente, do chamado Despertar
Ecológico acabou atingindo as esferas da arquitetura e construção civil, sensibilizando vários
profissionais em repensar a forma de conceber, construir e utilizar os espaços feitos pelo homem.
Disto decorreu o aparecimento de diversas vertentes, as quais receberam diferentes designações
conforme suas prioridades em projeto, tais como: arquitetura ecológica, bioclimática, sustentável,
etc. Na passagem, do século XX para o XXI tornou-se comum designar de Green Architecture a
prática arquitetônica que visa a diminuição do impacto ambiental e a redução do desperdício
energético – seja através do uso de materiais reciclados, reaproveitamento de estruturas
preexistentes e/ou utilização de fontes alternativas de energia –, a qual esteja submetida a
sistemas de certificação ambiental, ou seja, que recebem um selo de garantia quanto à sua efetiva
sustentabilidade, variando de país para país. (WINES, 2000; CASTELNOU, 2010)
Há uma grande correlação entre os processos construtivos e os sistemas ecológicos, cuja
percepção inspirou arquitetos e outros artistas durante toda a história da civilização humana, da
antiguidade até a contemporaneidade. Essa interrelação passou a mover profissionais envolvidos
com a questão ambiental e Frei Otto pode ser situado dentro dessa vertente, dedicando toda a
sua engenhosidade a isto. De acordo com Songel (2008), o conhecimento do processo de criação
das formas no campo da natureza, tecnologia e arte é de grande importância pois vem se
tornando a nova grande missão do arquiteto. É com a ajuda de outras áreas do conhecimento –
como engenharia, física, biologia e ecologia – que a essência do profissional de arquitetura é
formada. Os novos problemas ecológicos e biológicos do planeta requerem um novo modo de
pensar e projetar, especialmente se tratando de trabalhos de grandes e significativas dimensões e
tecnologias. Assim, a qualidade de uma construção está relacionada à interdisciplinaridade e ao
desenvolvimento de pesquisas, experimentos e invenções.
Dentro da história de seu trabalho, Frei Otto pode ser considerado diferente da maioria
dos construtores e arquitetos, pois, de acordo com Nerdinger (2005), ele não se interessava em
criar uma peça para um cliente individual ou em uma apresentação pessoal, mas, ao contrário,
5
queria que seus edifícios contribuíssem para aprimorar as condições de vida de todos. Ele não
estava interessado em construir obras particulares, mas em conduzir um processo que fosse
direcionado para uma visão mais ampla: a criação de uma arquitetura voltada para uma sociedade
em paz e em harmonia com a natureza. Para Frei Otto, segundo o autor, a principal função do
arquiteto seria trabalhar um ambiente sustentável, o qual incluísse todas as esferas do homem e
da natureza.
Por ter vivenciado uma época de guerra, Otto presenciou a arquitetura dos grandes
regimes totalitários, o que fez com que se tornasse um dos poucos a adotar uma abordagem em
seu trabalho diferente daquela que ele considerava uma “arquitetura de assassinato” 2. Ele
rejeitava qualquer tipo de forma pesada, sólida e presa à terra, a qual era associada, não somente
por ele, ao patriotismo alemão e ao culto nazista. Como reação a isso, grandes arquitetos da
época passaram a construir tendas por todo o mundo, estas abertas e luminosas, mas foi Otto o
único que desenvolveu uma ideia de arquitetura compreensiva, relativa à sociedade e que se
baseasse em seu lema "leveza contra brutalidade". (NERDINGER, 2005; OTTO; RASCH et
SCHANZ, 2006)
Os temas recorrentes da desmaterialização e da construção leve estavam em discussão
desde o nascimento da industrialização e o progressivo aumento do uso do ferro e vidro nas
construções, os quais eram tidos como indicadores de modernização e de uma arquitetura
baseada em cálculos estáticos e planejamento econômico. Contudo, ainda segundo Nerdinger
(2005), foram poucos aqueles que desenvolveram como Frei Otto uma filosofia de arquitetura leve
de associações sociais. Um deles foi o arquiteto norte-americano Richard Buckminster Fuller
(1893-1983), que definiu o peso das construções como uma medida do padrão de
desenvolvimento não só da industrialização, mas também da humanidade. Ele foi o grande
inventor das estruturas geodésicas e aplicou em vários inventos e espaços sistemas treliçados
que provavam sua melhor eficiência e quase ilimitada aplicabilidade em relação aos métodos
tradicionais de construção. (BENEVOLO, 1998)
Como consultor do projeto do estádio e
das coberturas poliesportivas das Olimpíadas de
Munique (Alemanha), criados pelo alemão Günter
Behnisch (1922-2010) em 1972, Otto introduziu
uma escala inteiramente nova desse tipo de
estrutura e apresentou um método matemático
puro para determinar mediante computadores sua
forma e comportamento (Figura 05). Além disso,
segundo Sharp (1993), também foi o idealizador
2 Frei Otto. Die Zeit der vielen Architekturen. Allgemeine Bauzeitung (1972).
FIGURA 05
6
de um novo tipo de cobertura dobrável de geometria variável. A partir de 1971, concentrou-se na
análise compreensão das estruturas biológicas, ao mesmo tempo em que investigava as cascas
nervuradas ou dobradas, entre outras.
Frei Otto trabalhou como nenhum outro arquiteto do século XX na investigação das
origens das formas na natureza, tecnologia e arquitetura, além de desenvolvimento de pesquisas
de novas formas para construções luminosas e, ao mesmo tempo, naturais, adaptáveis e
mutáveis. Os institutos de pesquisa que ele fundou e dirigiu, tanto em Berlim como em Stuttgart,
eram lugares únicos baseados na pesquisa interdisciplinar, cujos resultados foram expostos e
espalhados por todo o mundo (NERDINGER, 2005). Ele conseguiu desenvolver com suas
estruturas leves uma síntese entre a transmissão de cargas e a forma arquitetônica, gerando uma
nova tipologia estrutural. Ao criar espaços arquitetônicos amplos e luminosos, baseou-se em
conceitos universais como leveza, sensibilidade tecnológica e manifestação estética da estrutura.
(BIAGETTI et al., 2010)
Segundo Becerra, Lomonaco et Tessore (2011), Frei Otto tinha a otimização como um de
seus objetivos principais, uma vez que buscava a superfície mínima de modo a utilizar a menor
quantidade de material e de recursos econômicos possível; fato pelo qual ele é considerado um
dos primeiros arquitetos a pensar em construções sustentáveis. Suas estruturas tensionadas e
leves estão bastante relacionadas às questões ambientais discutidas no panorama atual da
arquitetura internacional, especialmente no que se refere aos riscos ecológicos no planeta. Ele
acreditava no uso eficiente e responsável dos materiais – os sistemas estruturais em membrana
ou superfície-ativa, assim como os cabos ou forma-ativa, que eram amplamente utilizados por ele,
são mais econômicos e resistentes quando comparados a outros sistemas mais convencionais
(ENGEL, 1980; REBELLO, 2000) –, além de defender que a arquitetura deveria exercer o mínimo
impacto possível no ambiente; fatos que o tornaram uma referência no que se refere à arquitetura
sustentável. De caráter temporário, suas coberturas em forma de tendas ou treliçados espaciais
em madeira continuam atuais, entre outras soluções que propôs e até hoje podem ser montadas,
desmontadas e remontadas, mesmo anos após sua concepção.
Um dos princípios em que está embasada a arquitetura sustentável certificada – também
conhecida como Green Architecture – diz respeito ao modo de construir com um consumo mínimo
de recursos, sejam estes materiais, energéticos e/ou econômicos. Nestes termos, a arquitetura
proposta por Otto antecipou e contribuiu para o desenvolvimento de diversas soluções que
tenham entre seus objetivos as ideias de rapidez de montagem, amplidão espacial, leveza
estrutural e eficiência energética.
6 MATERIAIS E MÉTODOS
Esta pesquisa em iniciação científica, de caráter exploratório e teórico-conceitual,
baseou-se na revisão web e bibliográfica e no estudo descritivo e analítico de casos, através da
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coleta e seleção de dados, como artigos, livros e fontes on line, a fim de caracterizar o trabalho e
princípios do arquiteto Frei Otto e sua relação com a sustentabilidade, por meio da análise técnica,
funcional e estética de 03 (três) obras de sua autoria. Como metodologia, a pesquisa foi composta
pelas seguintes etapas:
Revisão web e bibliográfica e coleta de dados: Esta etapa se baseou na pesquisa sobre a vida
do arquiteto alemão Frei Otto e sua nomeação ao Prêmio Pritzker da Arquitetura em 2015. Além
disso, foi estudado nessa etapa o desenvolvimento das obras de Otto e sua engenhosidade
quantos aos sistemas estruturais leves utilizados. Para isso, foi feito uma pesquisa web e
bibliográfica e subsequente coleta, seleção e síntese das informações, de modo a organizá-las
para utilização nas próximas fases.
Seleção das obras para estudo de caso: Nessa fase, foi estudado o grande repertório de obras
do arquiteto, a fim de identificar e descrever 03 (três) que caracterizassem o seu trabalho para
uma posterior análise mais profunda dos casos. Nessa etapa foram observados os dados básicos
das obras e coletadas as informações dos projetos arquitetônicos, como imagens, plantas, cortes
e elevações.
Análise dos casos: Essa etapa foi constituída pela análise técnica, funcional e estética das obras
selecionadas na fase anterior. Para isso, foi feito um estudo descritivo e analítico dos casos, onde
as especificações foram coletadas, separadas e organizadas para que fosse possível elaborar
uma comparação. As obras foram analisadas de modo a destacar seus aspectos ambientais, além
dos elementos característicos do trabalho do arquiteto Frei Otto.
Conclusão: Tratou-se da elaboração de um quadro-resumo sobre o trabalho de Frei Otto,
caracterizando seu trabalho e justificando sua proximidade com a arquitetura sustentável. Além
disso, o fechamento da pesquisa deu-se com a elaboração desse Relatório Final de Pesquisa,
além da apresentação expositiva para o 23º Evento de Iniciação Científica (EVINCI), na 7ª
Semana Integrada de Ensino, Pesquisa e Extensão (SIEPE), prevista para outubro de 2015.
7 RESULTADOS E DISCUSSÃO
A partir do estudo do repertório de obras do arquiteto, paralelamente à pesquisa dos
princípios e características de seu trabalho, foi possível selecionar 03 (três) exemplares para a
análise e descrição. Os critérios de seleção adotados foram: obras com diferentes tipos de
materiais aplicados à construção que trabalhassem de maneiras distintas a questão ambiental nas
edificações; obras com diferentes sistemas estruturais que refletissem a engenhosidade do
arquiteto e que, mesmo distintas, se assemelham no fato de serem leves e terem uma
preocupação com a sustentabilidade; e, por fim, a relevância que as obras tiveram para as
discussões e produções arquitetônicas atuais, além da acessibilidade do material gráfico.
Dessa maneira, as obras selecionadas foram:
CASO I – O Pavilhão alemão na Exposição Universal de Montreal (1967); uma construção
temporária composta por pilares e cabos de aço tensionados e placas de acetado, compondo uma
tenda orgânica;
CASO II – A cobertura do centro multifuncional Mannheim Multihalle (1975), cuja estrutura é
formada por encaixes de ripas de madeira compondo uma malha ondulada muito característica da
obra; e
CASO III – O Pavilhão japonês na Exposição Universal de Hannover (2000); projeto em parceria
com o arquiteto Shigeru Ban (1957-), ganhador do Prêmio Pritzker da Arquitetura em 2014; e cuja
estrutura é composta por tubos de papel, defendo a reciclabilidade dos materiais.
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ESTUDO DE CASO I Pavilhão Alemão na Exposição Universal de Montreal
Montreal, Canadá
1967
A Exposição Universal de 1967 ocorreu em
Montreal (Canadá) e foi uma das mais marcantes, cujo
tema principal girou em torno das novas tecnologias e
do desenvolvimento do pós-modernismo, que então
despontava. Em colaboração com o arquiteto Rolf
Gutbrod (1910-99), Frei Otto foi o responsável pelo
pavilhão da República Federativa da Alemanha
(Figuras 06 e 07), que se constituiu de uma estrutura
tensionada que trouxe para o cenário internacional,
pela primeira vez, os seus experimentos com
estruturas leves. (ARCHITECT MAGAZINE, 2015)
O pavilhão foi desenhado com base em uma
enorme membrana suspensa sobre 08 (oito) mastros
de aço, colocados em intervalos irregulares e
apoiados por cabos ancorados fora da estrutura,
coberta por um tecido transparente de poliéster
(Figura 08). Preocupado com os impactos das ações
humanas no planeta, Otto sempre defendeu a
necessidade de estruturas temporárias que fossem
fáceis de serem erguidas, mas também fáceis de
serem desmontadas e então recicladas. Com poucos
componentes, tais estruturas poderiam ser adaptadas
a qualquer lugar e condições de terreno e seus
sistemas de cabos e cobertura seriam uma radical
simplificação dos métodos construtivos que priorizam
rigidez e estabilidade, como ocorreu nesse caso.
(LANGDON, 2015)
Uma vez que suas peças já tinham sido
desenhadas e pré-fabricadas, o pavilhão alemão em
Montreal (Figura 09) foi estabelecido no local em 06
(seis) semanas, para ser desmontado logo após a
exposição. Os elementos utilizados no pavilhão foram,
após desmontados, reutilizados para a construção do
aviário do Zoológico de Munique (Alemanha), cujos
mastros correspondiam aos pilares do pavilhão.
(TENSINET, 2015)
FIGURA 06
FIGURA 07
FIGURA 08
FIGURA 09
9
ESTUDO DE CASO II Cobertura do centro multifuncional Mannheim Multihalle
Mannheim, Alemanha
1975
O centro multifuncional de Mannheim
Multihalle (Figuras 10 e 11) foi originalmente construído
como uma estrutura temporária para uma exposição
hortícola em Mannheim (Alemanha). Em colaboração
com Carlfried Mutschler (1926-99) e Joachim Langner,
Frei Otto desenhou uma cobertura em madeira,
formada por uma malha em concha (gridshell), que
gerou a forma incomum da construção. Para estudar a
estabilidade e o sistema estrutural da obra, o arquiteto
realizou duas maquetes em escalas diferentes, de
modo a prever algum problema na estrutura,
determinando o uso de cabos em suporte a estrutura
principal de madeira. As passarelas presentes na
construção, com o uso de hastes delgadas simples e
nós de ligação, produzem um padrão atraente e
expandem distâncias de até 30 metros. (ARCHITECT
MAGAZINE, 2015)
Para unir a malha aos cabos, os arquitetos
decidiram utilizar um tabuleiro de madeira laminada que
transmitisse os esforços proporcionando uma maior
estabilidade contra a flambagem, mas garantindo que as
suas extremidades não aumentassem de espessura
(Figura 12). A forma curva ajuda a suportar a diferença
entre a distribuição dos esforços da malha e dos cabos.
Nos pilares de apoio, os cabos se aproximam para
evitar problemas pela inclinação de suas bases e
proporcionar para a cobertura uma resistência aos
esforços cortantes externos ao plano. (PRINCETON
UNIVERSITY, 2015)
A cobertura recebeu uma película protetora
rígida de PVC (Figura 13), refletindo calor, mas, ao
mesmo tempo, permitindo a entrada da luz. Essa obra
mostra como uma simples solução estrutural, fácil de
montar, pode criar um espaço flexível. (TECTONICA
BLOG, 2010)
FIGURA 10
FIGURA 11
FIGURA 12
FIGURA 13
10
ESTUDO DE CASO III Pavilhão Japonês na Exposição Universal de Hannover
Hannover, Alemanha
2000
A Exposição Universal do ano de 2000
ocorreu em Hannover (Alemanha) e teve como tema
principal “Homem, Natureza e Tecnologia”. Para o
evento, em parceria com Shigeru Ban (1957-) – um
importante arquiteto japonês na área de
sustentabilidade conhecido por suas estruturas
temporárias de rolos de papel e que se tornaria o
ganhador do Prêmio Pritzker de 2014 –, Frei Otto criou
o pavilhão do Japão (Figura 14), cuja ideia principal era
a de criar uma estrutura de materiais que pudessem
der reciclados após ser desmontada, além de terem
baixo consumo de energia e alto grau de
sustentabilidade. (ARCHITECT MAGAZINE , 2015)
Para tanto, os arquitetos propuseram um
túnel curvo (Figura 15) que, assim como o Mannheim
Multihalle, era suportado por uma gridshell de tubos de
papel recicláveis e coberto por uma membrana
especialmente desenhada para o pavilhão e também
feita de papel, resistente ao fogo e à chuva e que
permitia a entrada da luz. Além disso, para que a
construção fosse o mais low-tech possível, as juntas
dos tubos foram unidas por fitas e cordões (Figura 16).
(DESIGN BOOM, 2015)
Os tubos de papel foram encurvados na
forma do pavilhão durante 03 (três) semanas para
apenas serem instalados na posição no local (Figuras
17 e 18). Por sua vez, as fundações foram feitas de
caixas de madeira com areia. (SHIGERU BAN
ARCHITECTS, 2015)
FIGURA 18
FIGURA 17
FIGURA 14
FIGURA 15
FIGURA 16
11
A partir da análise dos casos anteriormente ilustrados e com base na bibliografia
consultada, foi possível montar um quadro de comparação entre essas obras selecionadas, a
seguir disposto:
CASO I CASO II CASO III
FUNÇÃO DO
EDIFÍCIO Pavilhão expositivo Estrutura para exibição Pavilhão expositivo
ANO DE
CONCLUSÃO 1967 1975 2000
LOCAL Montreal (Canadá) Mannheim (Alemanha) Hannover (Alemanha)
CLIMA DO LOCAL Temperado Oceânico Oceânico
MOBILIDADE Fixa Fixa Fixa
DURABILIDADE E
SITUAÇÃO
Temporária, atualmente
desmontada
Temporária, atualmente
montada
Temporária, atualmente
desmontada
SISTEMA
ESTRUTURAL Tenda tensionada
Malha em concha
(gridshell)
Túnel em malha
ondulada (gridshell)
DIMENSÕES
8.000 m² de superfície
coberta e 130 m de
comprimento
9.500 m² de cobertura e
60 m de comprimento
72 m de comprimento,
35 m de largura e
15,5 m de altura, em
3.015 m² construídos
MATERIAIS
Cabos, poliéster e
revestimento de PVC
translúcido
Madeira e cobertura de
PVC translúcida
Tubos, membrana de
papel e madeira
TEMPO DE
CONSTRUÇÃO 6 semanas 11 meses 3 semanas
CUSTO DA OBRA
Cerca de 4, 5 milhões de
Marcos (moeda alemã da
época), hoje equivalente
a aproximadamente
3 milhões de dólares
Cerca de 6 milhões de
Marcos (moeda alemã da
época), hoje equivalente
a aproximadamente
4 milhões de dólares
Dado não encontrado
8 CONSIDERAÇÕES FINAIS
As construções de Frei Otto estão em harmonia com a natureza e procuram sempre fazer
mais com menos. Assim, com a pesquisa foi possível observar que o arquiteto alemão
apresentava uma arquitetura leve e de baixo custo, a qual era inspirada na natureza (analogia
sistêmica) e de caráter temporário, aproximando-se dos princípios da arquitetura sustentável.
Constatou-se que seu trabalho contribuiu significativamente com o panorama da arquitetura mais
leve, versátil e econômica, além de fomentar a discussão das relações entre natureza e
construção.
12
A partir da análise das obras selecionadas como estudos de caso, foi possível
estabelecer um quadro-resumo dos princípios do trabalho de Otto, destacando-se principalmente
as características voltadas à sustentabilidade aplicada na sua arquitetura, sendo possível
identificar um estilo/padrão em suas edificações, no que se refere ao uso de estruturas
tensionadas, leves e membranas. O quadro está apresentado na sequência:
QUADRO-RESUMO ARQUITETURA DE FREI OTTO
CONCEPÇÃO /
PARTIDO ARQUITETÔNICO
- Arquitetura leve: Não está relacionada somente à perda de massa,
materiais e energia da edificação, mas também da sua adaptabilidade,
volatilidade e efemeridade
- Respeito à natureza: Arquitetura inspirada e aberta aos elementos
naturais, a qual possibilitaria, caso fosse produzida sistematicamente,
não impactaria por demasiado o planeta
- Sensibilidade tecnológica: Métodos técnicos relacionads à
expressividade estética
- Arquitetura de baixo custo e democrática
- Capacidade e adaptação ao local
MATERIAIS DE
CONSTRUÇÃO
- Madeira, papel, plástico e aço: Materiais utilizados pelo arquiteto
apresentavam reciclabilidade, principalmente pelo fato de se buscar
construções temporárias, onde aqueles pudessem ser reutilizados
SISTEMA ESTRUTURAL
- Tendas, treliçados e coberturas orgânicas: A maioria dos sistemas
estruturais que utilizava e desenvolvia em parceria com uma equipe de
engenheiros era composto por peças pré-fabricadas, as quais
pudessem ser montadas e desmontadas com facilidade, permitindo
flexibilidade dos espaços.
- Sistemas construtivos leves e dinâmicos
IDEOLOGIA PROJETUAL
- Interdisciplinaridade: Arquitetura baseada na engenharia, biologia e
ecologia; ao mesmo tempo em que o arquiteto estudava as formas
orgânicas, contava com a ajuda de uma equipe de profissionais de
outras áreas ao conceber suas obras
- Associações sociais: Defesa de uma arquitetura democrática e voltada
para todos, independente de classe social e econômica
- Experimentação e empirismo: Testes e estudos em laboratórios de
modo a estudar possibilidades estruturais e estéticas, a partir de
maquetes e modelos
- Ênfase plástica: Manifestação estética da estrutura
Com esta pesquisa também foi possível concluir que o trabalho de Frei Otto apresentava
um característico rigor científico, estando baseado principalmente em métodos empíricos. Ficou
evidente o interesse prático do alemão na arquitetura, especialmente devido à influência da
natureza em suas obras, tanto na concepção do projeto como na sua execução. Uma postura
próxima à atitude sustentável também foi observada através do uso consciente de recursos e da
flexibilidade de suas obras em relação ao meio em que estão inseridas.
13
Concluindo o relatório, pode-se dizer que Frei Otto representa um exemplo e inspiração
para arquitetos e engenheiros que buscam aprimorar os métodos convencionais quanto a
aspectos econômicos, ambientais e técnicos. Além disso, o Instituto para Desenvolvimento de
Estruturas Leves (Institute for Development of Lightweight Construction), e seus estudos no ramo,
tornaram-no uma referência obrigatória e mundialmente reconhecida no que se refere à
tensoestruturas e construções leves.
10 REFERÊNCIAS
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07 http://img4.adsttc.com/media/images/5507/4415/e58e/ce2f/d200/0071/large_jpg/Frei-Otto-The-1967-International-and-Universal-Exposition-03.jpg?1426539517
06/07/2015
08 http://www.tensinet.com/project_files/3758/EXPO67_MONTRE_OTTO___GERMAN_DP02.jpg 06/07/2015
09 http://www.tensinet.com/project_files/3758/EXPO67_MONTRE_OTTO___GERMAN_DP01.jpg 06/07/2015
10 http://images.adsttc.com/media/images/54ff/61c3/e58e/ce06/4200/0130/large_jpg/2-Frei-Otto-Roof-for-the-Mannheim-Multihalle.jpg?1426022846
10/07/2015
11 http://www.smdarq.net/wp-content/uploads/2009/10/OttoMultihalle-ext_view.jpg 10/07/2015
12 - 13 http://shells.princeton.edu/images/Fig2Dimensions.jpg 10/07/2015
14 http://www.detail-online.com/inspiration/sites/inspiration_detail_de/uploads/images/projects/20130704092436dc5fc3e17e5d91efc26a554b41ddfc9de5cf9593.jpg?560
10/07/2015
15 http://images.adsttc.com/media/images/54ff/61ee/e58e/ce06/4200/0133/large_jpg/Frei-Otto-Shigeru-Ban-Japan-Pavilion-Expo-2000-Hannover.jpg?1426022889
10/07/2015
16 http://www.designboom.com/history/ban/e2.jpg 10/07/2015
17 https://culturaesarqweek.files.wordpress.com/2014/03/gallery_ban3.jpg?w=459 10/07/2015
18 http://www.designboom.com/history/ban/e5.gif 10/07/2015
12 APRECIAÇÃO DO ORIENTADOR
Este trabalho de iniciação científica cumpriu o cronograma inicial, permitindo atingir os objetivos
iniciais, não ocorrendo atrasos e imprevistos. Seu desenvolvimento junto ao professor-orientador
permitiu a complementação e publicação de material didático do curso de arquitetura e urbanismo da
UNIVERSIDADE FEDERAL DO PARANÁ – UFPR. A aluna bolsista apresentou interesse e dedicação
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satisfatórias na elaboração das tarefas indicadas pelo professor-orientador, permitindo o
desenvolvimento adequado da pesquisa. Tratando-se de um trabalho introdutório sobre o tema e da
vastidão de questões possíveis de serem abordadas em investigações nesse campo de trabalho,
considera-se que os resultados atingidos são suficientes aos meios utilizados e também aos fins
pretendidos.
DATA E ASSINATURAS
Curitiba, julho de 2015.
Giuliana Bernardi Benatto
Antonio Manoel Nunes Castelnou, neto