Igreja da Floresta Céu do Mapiá, Amazonas

Alan Ricardo Dias, (alandias@callia.com.br)
CALLIA ESTRUTURAS DE MADEIRA.
Eng. Civil, pela Escola de Engenharia Mauá São Paulo e Mestrando em Estruturas pela POLI USP

Resumo : Devido à dificuldade de chegada de materiais construtivos na comunidade Céu de Mapiá, sul do Amazonas, escolheu-se a madeira como único material possível de se executar a cobertura da nova sede da Igreja da Floresta. Uma concepção estrutural e arquitetônica em forma de estrela e com vãos livres de 42m, nos trouxe o desafio de desenvolver estruturas em madeira funcionais, e que pudessem ser executadas pelas próprias pessoas da comunidade, sem mão de obra especializada em carpintaria e marcenaria de alto padrão de acabamentos. Foram desenvolvidos estudos, cálculos e dimensionamentos estruturais e então chegamos num modelo final relativamente simples e que resolveria todos os empecilhos do local da obra. Os cálculos, detalhamentos de nós e dimensionamento de barras foram realizados em tabelas técnicas de planilhas de computador desenvolvidas pelo autor baseados na NBR7190/1997. Concluiu-se que um projeto bem estudado e bem desenvolvido, evita que se tenha gastos inúteis em obra, como o transporte de peças estruturais desnecessárias, já que o local é de difícil acesso, e o deslocamento de equipes altamente qualificadas para a execução de obras de madeira de grande porte. É muito mais vantajoso transportar o “know how”.

Palavras-chave : estruturas, madeira, tesouras, treliças, anel metálico, santo daime, igreja

Abstract : Due to the difficulty of arrival of construction materials in the community of “Céu de Mapiá”, southern Amazon, wood was chosen as the only material possible to implement the coverage of the new headquarters of the Church of Forest. A structural and architectural design star-shaped and span of 42m, brought us the challenge of developing functional structures in wood, and that could be implemented by the very people of the community, without labour-specialized in carpentry and joinery of high standard of finishes. Studies have been developed, and structural calculations and then we arrive at a final model that´s relatively simple and solve all the obstacles of the construction site. The calculations, detailing of us and dimensioning of bars were carried out on tables, spreadsheets, computer techniques developed by the author based on the NBR7190/1997. It was concluded that a project well studied and well developed, avoiding unnecessary costs, as the transport of structural parts unnecessary, since the site is difficult to access, and the displacement of highly qualified teams for the implementation of works of large wooden buildings. It is much more advantageous to transport the "know how".

Keywords: structures, wood, scissors, lattice, metallic ring, daime saint, church

1. Introdução

Este trabalho tem como objetivo apresentar a concepção arquitetônica, cálculos estruturais, dimensionamentos e detalhamentos técnicos para a Igreja da Floresta, situada no Céu de Mapiá, sul do Amazonas, cidade de Pauinim, Acre.

A igreja será a nova sede da doutrina do Santo Daime, e será edificada exatamente sobre a sede já existente no local.

O acesso ao local só se dá através das águas dos rios próximos e leva 1 dia de canoa motorizada ou 8 horas por voadeira, desde a cidade mais próxima (Pauinim). Devido à altíssima dificuldade de acesso ao local, optamos por fazer a estrutura da igreja com madeiras nativas do entorno, com a prática de manejo florestal e da escolha de espécies condizentes com as solicitações estruturais. O local conta com madeiras nativas de boa qualidade estrutural como a Itaúba (Mezilaurus itauba) e a Castanheira (Bertholletia excelsa).

A madeira, neste caso, vem a ser o material estrutural mais óbvio, pois é praticamente impossível o acesso de estruturas metálicas ao local. Além disso, a doutrina tem em seus fundamentos a prática de conservação da floresta e reciclar tudo o que ela oferece. Nada mais adequado que usar unidades do próprio entorno para a construção da nova sede.

A comunidade firmou, em 1989 um convênio com o Ibama, para a realização de um inventário e um plano de manejo para a região ficando a comunidade credenciada a desenvolver um trabalho numa área de 530.000 ha, correspondentes às duas florestas nacionais (a Flona do Mapiá/Inauini e a Flona do Purus). Com isso surgiram na região serrarias próprias, que praticam o manejo na floresta.

Se compararmos a qualidade de vida e a consciência ecológica dos habitantes do Céu do Mapiá com outras cidades e povoados da Amazônia a cidade está na frente. Para começar, a comunidade se desenvolveu num desmatamento de pouco mais de 400 hectares em todo o Igarapé Mapiá, computando-se aí as antigas colônias do Incra que tem por lei o direito a desmatar 20% da área.

A Floresta Nacional do Purus, no entanto, continua praticamente intacta e a associação de moradores da Vila Céu do Mapiá exerce a função de guardiã, amparada pelo convênio com o Ibama. No entanto, a comunidade espera ações mais concretas de maneira a mapear as potencialidades da área para que a floresta preservada possa gerar emprego e renda.

Foi com esses dados que o artista plástico Silvio Galvão (Castelo Rá-Tim-Bum, TV Cultura, São Paulo), nos procurou para desenvolvimento da nova sede da igreja.

Além da utilização de madeiras nativas, outro pré requisito para o projeto era que ele seria edificado com a mão de obra local, dos caboclos da região. Portanto, as soluções estruturais deveriam ser simples e práticas de serem executadas.

2. Concepção arquitetônica e geométrica

Juntamente com o artista plástico Silvio Galvão, definimos a concepção arquitetônica da nova igreja baseada na antiga sede. O formato geométrico seria o mesmo da antiga sede, uma estrela de 6 pontas. E seguiria o formato do símbolo da igreja, uma estrela, uma lua e um sol.

Figura 1 – Símbolo da Igreja da Floresta. Fonte: Silvio Galvão (2005).

Figuras 2 e 3 – Concepção Arquitetônica da Igreja

Figuras 4 e 5 – Maquete física da Igreja

Figuras 6 e 7 – Maquete física da igreja

Figura 8 – Dimensões da estrutura (todas múltiplas de 7)

3. Concepção estrutural e detalhamentos técnicos

A concepção estrutural deste projeto foi uma etapa importante do processo, antes mesmo dos dimensionamentos. Levamos em conta que as estruturas seriam montadas por pessoas praticamente leigas no assunto. As soluções a serem adotadas levariam em conta que se poderiam utilizar diversas espécies de madeiras (a maioria seria itaúba e castanheira) em qualquer ponto da estrutura. Também os nós da estrutura deveriam ser de fácil resolução e montagem, na medida que se poderia fazer um “gabarito”, impresso na escala 1:1, para os cortes e encaixes serem facilmente executados no local, sem erros. A estratégia de montagem da superestrutura também deveria ser levada em conta, uma vez que o acesso de guindastes e gruas no local é praticamente impossível.

3.1. Estrutura da base

A princípio pensamos em resolver toda a estrutura em madeira, inclusive os pilares, mas depois de diversos estudos estruturais e cálculos de esforços, além das condições climáticas desfavoráveis à madeira (muito úmido e com forte presença de chuvas), optamos por fazer uma estrutura em concreto armado, elevado a 7,0m do solo. Com essa altura (pré-determinada por concepção arquitetônica), estaríamos evitando o contato da estrutura de madeira com o solo, deixando-a livre de umidades. A estrutura de concreto constitui-se de triângulos intertravados, fazendo assim uma espécie de “anel” exterior. Esse anel suportaria as cargas de empuxos horizontais da cobertura de madeira. As cargas direcionadas no sentido vertical seriam suportadas por pilares de concreto armado, dimensionados para tal.

Figura 9 – Estrutura de concreto como “base”

3.2. Estruturas principais

As estruturas principais são de madeira e divididas em 2 elementos : os Espigões, formados por tesouras de madeira invertidas e as Águas Furtadas, formadas por treliças de madeira, do tipo viga-vagão.

3.2.1 Espigões

Os espigões são formados por tesouras invertidas e rotacionadas para alcançar o cume central da igreja. Não foi utilizada a forma tradicional de tesouras nesta estrutura, principalmente pela montagem que requereria muitos encaixes de difícil execução para pessoas leigas. Optamos por fazer todos os vão em forma de “X” com barras cruzadas entre sim. Com isso resolveríamos os esforços solicitantes de tração, compressão e comprimentos de flambagem ao mesmo tempo, além do contraventamento vertical da estrutura. Com essa configuração os erros de montagem também seriam amenizados.

Figura 10 – Pórtico P1 – Espigões

Figura 11 – Pórtico P1 – Lista de detalhes

Figura 12 – Pórtico P1 – Detalhes 2 e 3

Figura 13 – Pórtico P1 – Detalhes 4, 5, 6 e 7

Figura 14 – Pórtico P1 – Detalhes 8 e 9

Figura 15 – Pórtico P1 – Detalhe das emendas dos banzos superiores e inferiores

3.2.2 – Águas furtadas

Para as águas furtadas, utilizamos treliças de madeira, também invertidas, como uma espécie de viga-vagão pois o banzo inferior está recebendo cargas de tração. Foi utilizado o mesmo princípio das tesouras invertidas, fazendo-se com que os vãos fossem preenchidos com peças cruzadas em forma de “X”.

Figura 16 – Treliça TR1 – Águas furtadas

Figura 17 – Treliça TR1 – Detalhes 3, 4 e 5

3.3 Estruturas secundárias

As estruturas secundárias são as duas estruturas que fazem a intersecção e a congruência de todos os cumes das Tesouras invertidas e das treliças invertidas. São elas : Um anel treliçado de madeira para apoio das treliças, e um anel metálico no cume da igreja, onde chegam todas as pontas das tesouras invertidas.

3.3.1 Anel treliçado de madeira

O anel treliçado de madeira parte das laterais das tesouras invertidas e servem de apoio para as treliças invertidas.

Figura 18 – Treliça invertida chegando no anel e detalhe do anel treliçado de madeira

3.3.2 Anel metálico

O anel metálico central tem 2 finalidades. A primeira é de suportar todo o esforço de compressão que as pontas das tesouras invertidas exercem no cume da igreja. A outra, de conteúdo puramente estético, é permitir que os raios do sol penetrem no interior da igreja, iluminando um ponto estratégico do altar a uma hora exata do dia e do ano.

Figura 19 – Tesoura chegando no anel metálico e detalhe do anel

Fig. 20 – Configuração final da Superestrutura

3.4 Estruturas terciárias

As estruturas terciárias deste projeto constituem-se de tesouras e treliças simples sobre as vigas de concreto e no vão livre entre as estruturas principais, apenas para das o caimento da cobertura proposta e o travamento espacial de todo o conjunto.

Fig. 21 – Estruturas terciárias – Tesouras sobre vigas de concreto

Figura 22 – Estruturas terciárias – Treliças espaciais

Figura 23 – Perspectivas eletrônicas da estrutura e do anel metálico

Figura 24 – Perspectivas eletrônicas – Anel metálico – Abertura no cume da igreja

Figura 25 – Perspectivas eletrônicas – Vista superior e vista interna

4. Metodologia de cálculo

A metodologia de cálculo adotada teve três etapas. A primeira, já descrita acima seria a definição das estruturas em si, apenas uma concepção estrutural. Ressalto que esta é a parte do trabalho de maior importância, pois é a partir deste momento, quando a estrutura (sem dimensionamentos) já está resolvida esteticamente, com design estrutural adequado às condições técnicas, com soluções arquitetônicas pertinentes à madeira e com os devidos respeitos ao meio onde a estrutura vai ser edificada e que se parte para os cálculos e dimensionamento de seções. A segunda etapa foi o estudo da estabilidade estrutural de todo o conjunto. Pra isso foi desenvolvido um projeto unifilar da estrutura, abrangendo todos os elementos, nós e barras, no programa AutoCAD. Esse unifilar foi importado pelo programa Metal3D, e nele foram simuladas as distribuições de cargas oriundas das coberturas, ventos, chuvas e eventuais sobrecargas. Após o estudo global da estrutura, deu-se o início da terceira etapa, onde foram calculados caso a caso, os elementos estruturais. Primeiro as tesouras invertidas, as treliças invertidas, as tesouras comuns, treliças espaciais, anel de madeira e anel metálico. Os esforços solicitantes dos elementos estruturais foram calculados no programa Metal3D e as soluções de emendas, número de parafusos, barras, tábuas, e peças estruturais em tabelas técnicas de Excel desenvolvidas pelo autor especialmente para o cálculo de estruturas em madeira, todas baseadas na norma NBR7190/97 – Projeto de estruturas de madeira.

5. Conclusões

O projeto acima apresentado visa provar que a madeira, como material estrutural é, por muitas vezes, a única solução possível. Os detalhamentos técnicos de nós e barras não precisam ser complicados de serem executados. Pode-se utilizar peças de comprimentos relativamente curtos para a execução de uma estrutura desse porte (máx. de 6,0m de comprimento por peça). Ao invés de transportar equipes especializadas para a execução da estrutura, apenas transmite-se “know how”, o que barateia a obra e os procedimentos construtivos.

6. Agradecimentos

O autor deseja agradecer as seguintes pessoas que ajudaram neste trabalho :

Eng. Edmundo Callia e Eng. Edmundo Callia Jr. pelos direcionamentos técnicos dos cálculos e soluções estruturais;

Paulo Bastos pelos desenhos técnicos e concepções de emendas e encaixes;

À toda a equipe da Callia Estruturas de Madeira;

Ao artista plástico Silvio Galvão;

7. Referências bibliográficas

INSTITUTO DE PESQUISAS TECNOLÓGICAS (1989). Fichas de Características das Madeiras Brasileiras. 2ª. ed. São Paulo, Fichas 63 e 113

ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS, Projetos de estruturas de madeira – NBR 7190, Rio de Janeiro, 1997

RUDOLF SALIGER, Estática Aplicada – Cálculo de estructuras, versão espanhola da segunda versão alemã, 2ª. ed. Barcelona, Espanha, 1942

G. GIORDANO, La moderna técnica delle Construzioni in Legno, 3ª. ed. Milão, Itália, 1964