quinta-feira, 29 de agosto de 2013

Domo Geodésico


Exposição Final na Praça do Ciclo Básico - Unicamp
       O domo geodésico (ou cúpula geodésica) foi a obra prima de Buckminster Fuller, que trabalhou em sua popularização e aplicação comercial na construção de habitações ou para cobrir grandes espaços. O domo destaca-se por ser a estrutura mais resistente por quantidade de material já inventada, além de não possuir colunas de sustentação, ser de fácil montagem e tão leve que em muitos casos pode até ser transportada por helicóptero. Atualmente já foram construídos mais de 300.000 domos ao redor do mundo.


Eden Project, Reino Unido, a maior estufa do mundo. Estrutura em aço e recobrimento com plástico inflado.
Exemplo de uma habitação geodésica (Big Bear's Dome Home)
         É claro que, trabalhando numa exposição sobre as ideias de Buckminster Fuller, não poderíamos deixar de montar um domo. No princípio seria um dos 4 objetos de intervenção, de um tamanho humilde, até que num certo momento, em janeiro, nos ocorreu a idéia: por que não um domo que abrigasse a exposição e que as pessoas pudessem entrar dentro? Assim foi que nós, sem nenhuma experiência prévia, nos lançamos ao desafio de projetar e construir um domo geodésico de um tamanho minimamente emocionante. 
Primeiro protótipo (jan/2013) com canudinhos
        A forma geométrica básica para gerar um domo é o icosaedro (poliedro regular de 20 lados). Uma das características mais importantes de um domo é sua frequência, que é gerada pelo número de vezes que se divide um lado do icosaedro, como mostra a imagem abaixo. A frequência define se as "janelas" do domo vão ser maiores ou menores e quanto mair for a frequência, mais esférica será a forma do domo. 
Ilustração da frequência da geodésica gerada a partir do icosaedro
      O segredo que define a transformação do poliedro em uma geodésica acontece quando essa divisão em triângulos menores passa para o espaço 3D, com a alteração do comprimento das linhas internas desenhadas e geração de ângulos, de modo que a forma passa a se aproximar a uma esfera. Uma geodésica de frequência 2 terá dois tipos de tamanho de haste, uma de frequência 3 terá três tipos e assim por diante. 
Ilustração de uma geodésica de frequência 3, em que cada cor representa um tamanho diferente de haste
       Outra característica da geodésica é se ela será uma esfera inteira, ou frações de uma esfera. A geodésica feita para nossa exposição foi de frequência 3, diâmetro de 5 metros e 5/8 de esfera. A altura máxima (no centro) foi de 3,4 metros. Existem fórmulas que relacionam o tamanho das hastes com o diâmetro escolhido. O jeito mais fácil é lançar os dados direto em calculadoras online como as do Domerama. Para quem quiser aprender mais sobre geodésicas recomendamos a clássica e lúdica apostila do Vitor Lotufo e João Lopes disponível para download em 7 partes aqui
     A decisão da frequência e tamanho que seriam ideais para nossa proposta e coubessem no orçamento dependeria dos materiais escolhidos. Decidimos fazer as hastes de bambu tratado, por ser ecológico, resistente, bonito e de baixo custo. O desafio de utilizar bambu é que por ser um material natural é muito difícil conseguir hastes exatamente do mesmo diâmetro, possuindo uma margem de diferença que torna a escolha das junções mais delicada, além de rachar com facilidade, criando a necessidade de um design bem planejado quanto ao aspecto mecânico.
     As junções sempre são o mais difícil ao fabricar um domo geodésico (a nova tecnologia da impressão 3D pode ajudar muito nisso!). Domos comerciais costumam ter junções pré-fabricadas personalizadas conforme o modelo. No nosso caso, após muita pesquisa e testes resolvemos fabricar manualmente junções com tubos de PVC, um processo que acabou revelando-se muito longo e trabalhoso e não recomendamos.  
        Para quem quiser fazer uma geodésica de bambu, um dos jeitos mais práticos é com amarrações. Como queríamos janelas com formatos bem definidos para os pôsteres e facilidade de montar e desmontar já que a exposição poderia ser itinerante, optamos por junções parafusadas. Uma outra forma que talvez funcione melhor é preencher o bambu com cimento (ou outro material que dê suporte ao parafuso) e utilizar chapas anguladas, como mostrado na figura abaixo. 

Um exemplo de junção com cimento e chapas metálicas 
        A construção do domo foi uma verdadeira saga que necessitou da ajuda de muita gente. Desde valiosas dicas, empréstimos de ferramentas, participação nos longos mutirões até o gran finale da montagem no Boulevard do Instituto de Química que virou a madrugada em plena segunda-feira, fomos realmente afortunados com amigos que se envolveram com muito esforço e entusiasmo. Nossa lista de agradecimentos segue no final desta página. Abaixo, uma sequência de fotos do processo. Uma cobertura mais completa de fotos está em nossos álbuns do Facebook






Fabricação das junções: Foram feitas 137 hastes, portanto 274 pontas. O processo envolveu aquecer o tubo hidráulico de PVC até o amolecimento (foi utilizado um soprador térmico), encaixar no bambu, amassar a ponta (que fica externa ao bambu) na morsa, angular (~12º para frequência 3), resfriar em água para fixar a forma, furar e parafusar o tubo no bambu, furar a ponta (furo maior do encaixe das junções), esmerilhar a borda para ficar arredondada e finalmente pintar com tinta spray e verniz.






        A exposição final ficou de 06/05 a 08/06 no Boulevard do Instituto de Química e depois passou uma segunda temporada na praça central da Universidade (Ciclo Básico). Como era ao ar livre funcionava 24h (com iluminação noturna própria instalada pelos funcionários da Oficina de Eletroeletrônica do IQ, aos quais também agradecemos muito!). Na onda dos acontecimentos políticos do mês de junho, o domo foi "sequestrado" para uma ocupação que aconteceu no gramado do Instituto de Artes e serviu de abrigo aos estudantes, sendo depois desmontado. 
       Uma observação importante é que como não foram colocadas hastes nas áreas dos pôsteres (para economizar material já que o domo tinha finalidade apenas expositiva), a estrutura não ficou 100% rígida e portanto não tão resistente quanto um domo completo - que tem uma resistência tremenda pois é uma estrutura sinérgica com perfeita distribuição de tensão. Felizmente não houve relatos de pessoas tentando subir no domo (o que seria muito razoável para um domo) e ele resistiu até o fim do período expositivo.  
       Os 8 pôsteres afixados ao domo podem ser vistos virtualmente aqui (recomendamos para uma imersão em nosso trabalho e no fantástico universo de idéias de Fuller). 

           Por fim, os agradecimentos especiais aos amigos:

Pela orientação:
Flavio Januario
José Carlos Moreno 
Fernando Neiva 
Wilson Florio 
Gabrielle Astier 
Renato M Barboza

Pelas artes gráficas e montagem: 
Diego dos Santos M.Gonçalves (Píi)

Pela pesquisa e montagem: 
Márcia Anaf Wagner 
Felipe Andrade Holanda 

Pelo empréstimo de ferramentas e montagem: 
Ana Lucia Harris
Alfredo Grinaboldi (Nirmal)
Rogério Zanaga
Henrique Priori Polo
Alieth Cavassa
Francisco Oliva de Oliveira
Victor Pontushka

Pelos mutirões de construção e montagem: 
Samuel Fontenelle
Juliana Martins
Beatriz Arruda
Leonardo Glavina
Tiago Bodê
Elisa Miluzzi
Guilherme Alcarde Gallo
Diogo Cristo (Coró)
Patricia Avila (Maiôta)
Alexandre Junqueira
Oscar Mendoza Soria Junior
Pedro Francisco Giuzio
Matheus Lima
Rodrigo Alexandre Costa
Micheli de Paula
Eduardo Cauli
Roberto Vrf

Pelas fotografias:
Tiago Coelho de Campos