A madeira tem sido uma fonte popular de material de construção há milhares de anos. Por meio de processos de serragem, fresagem e outras transformações, várias formas foram criadas e aplicadas em produtos, móveis e arquiteturas. No entanto, esses processos às vezes podem alterar as linhas básicas da estrutura da madeira. Os troncos podem se dividir, os padrões de grãos podem mudar e algumas madeiras, como carvalho e cedro, podem ser facilmente reduzidas, enquanto outras podem se tornar intratáveis. Isso levou à exploração de peças inteiras nas estruturas antigas, como as cabanas feitas com madeira roliça, nas quais as camadas de madeira em diferentes seções transversais formam os perfis da casa. Por meio do projeto, o uso de troncos ou galhos de árvores em sua totalidade pode acentuar as propriedades mecânicas inatas para sustentabilidade estrutural. Embora essas práticas sejam pouco usuais nas técnicas de construção contemporâneas, inovações tecnológicas expandem as perspectivas da construção em madeira na arquitetura.
A construção em madeira é baseada tanto em práticas de engenharia quanto culturais que demonstram sua alta relação resistência-peso e é usada de forma mais eficiente em estruturas onde carrega grande parte de seu próprio peso. No entanto, essa crença limita a plausibilidade da forma natural da madeira como elemento de tração, como estrutura de prédios altos ou como elemento principal na arquitetura contemporânea em grande escala. Apesar disso, ao abraçar a estrutura do grão e as fibras longitudinais da madeira, essas peças demonstram forte resistência mecânica que pode ser explorada. Algumas empresas de engenharia, como Whole Trees, e institutos de pesquisa arquitetônica, como o programa de pós-graduação Design + Make da Architectural Association, exploraram diferentes perspectivas de formas naturais de madeira como pilares, vigas, treliças, caibros e muito mais.
Whole Trees Structures é uma empresa de arquitetura e construção sediada em Wisconsin que explora o potencial arquitetônico e as vantagens ambientais de usar troncos de árvores intactos em edifícios. Fundada em 2007, a empresa buscou reutilizar "árvores de qualidade inferior" - adequadas para madeira, mas que não contêm aspectos comerciais devido a má formação, qualidade ou espécies indesejáveis. Eles reaproveitam essas árvores em pilares, treliças, vigas e caibros para construção comercial.
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As possibilidades estruturais com madeira roliçaAo longo do tempo, a empresa desenvolveu um sistema para examinar a viabilidade estrutural, escultural e sustentável da madeira roliça. Eles usam um sistema de digitalização 3D chamado Lidar para criar modelos digitais das árvores, incluindo cada protuberância, entalhe e arranhão. Ao analisar dados digitais sobre seu desempenho estrutural, eles colaboram com arquitetos e outros profissionais da construção para incorporar essas formas de madeira nas obras. Um de seus projetos, o Maharishi University Sustainable Living Center em Fairfield, Iowa, utilizou-se a madeira roliça transformada em pilares, vigas e arcos estruturais dentro de um desenho contemporâneo.
O programa Design + Make da Architectural Association explora o desenho arquitetônico no ponto da produção física. Com um campus localizado em Hooke Park, uma floresta de 142 hectares em Dorset, sudoeste da Inglaterra, o programa educacional tem como objetivo pesquisar, demonstrar e ensinar sobre o melhor uso dos produtos florestais ao seu redor. O programa tem um foco tecnológico explícito na aplicação inovadora da madeira na arquitetura, com protótipos em escala real. São integradas ferramentas emergentes, como digitalização 3D, modelagem generativa e fabricação robótica, permitindo um feedback entre o arquiteto e as propriedades das madeiras roliças.
Em um projeto intitulado Wood Chirp Barn, uma equipe de 5 estudantes (Mohaimeen Islam, Zachary Mollica, Sahil Shah, Swetha Vegesana e Yung-Chen Yang) projetou e construiu uma estrutura de galpão curvilínea com formas naturais de madeira. A estrutura do telhado é feita de 25 galhos bifurcados que foram digitalizados em 3D para determinar o arranjo e fresados para formar conexões entrelaçadas com um braço robótico. Por meio do design e da tecnologia, a equipe explorou como a forma inerente e a capacidade estrutural da árvore natural podem ser transferidas e exploradas dentro de uma estrutura complexa. O projeto e o programa de pesquisa demonstram que a tecnologia pode ser usada para criar mais oportunidades de projeto para as madeiras roliças, mesmo em formas naturais simples.
Caitlin Mueller, professora associada do Departamento de Arquitetura do Instituto de Tecnologia de Massachusetts (MIT), lidera uma equipe de pesquisa que está explorando uma nova abordagem para arquitetos usarem bifurcações naturais descartadas de árvores como juntas de suporte em suas estruturas. A equipe se concentra nos pontos onde o tronco ou o galho de uma árvore se divide em dois, formando uma peça em forma de "Y". Caitlin observa que a seção transversal de uma bifurcação de árvore revela uma rede incrível de fibras que se entrelaçam para criar esses pontos de transferência de carga muitas vezes tridimensionais em uma árvore. Ela destaca que nós em forma de "Y" podem existir na arquitetura e, por meio do design, nós onde elementos retos se juntam podem funcionar como balanços, assim como em árvores.
A equipe de pesquisa desenvolveu um fluxo de trabalho de "projeto à fabricação" com cinco etapas que utilizam ferramentas digitais e computacionais para fabricar esses elementos naturais de madeira. As etapas incluem criar uma biblioteca de materiais digitais, encontrar a melhor correspondência entre o desenho inicial e a biblioteca de materiais, criar um equilíbrio no desempenho estrutural, gerar código de máquina para corte e montar os elementos de bifurcação necessários para construir a estrutura. Embora a arte da madeira natural seja principalmente empregada para fins decorativos, a equipe de Caitlin no MIT espera tornar possível usar a madeira em funções estruturais, sem comprometer sua geometria natural e estrutura de grãos, por meio de ferramentas computacionais.
Novas e tecnológicas formas de construção podem coexistir com elementos simples. Isso permite que arquitetos e engenheiros repensem esses elementos e desafiem os mitos que cercam sua plausibilidade. As formas não processadas de madeira são um caso emblemático. Ferramentas computacionais, tecnologia digital, robótica e estudos do material expandiram as possibilidades arquitetônicas e estruturais de empregar a madeira roliça. Pesquisas do programa Design + Make da AA e da equipe do MIT mostram que ferramentas computacionais podem explorar a geometria natural das madeiras para criar estruturas radicais e complexas. Enquanto isso, a Whole Trees estabelece um modelo para comercializar esse conceito, concentrando-se na reutilização de árvores dispensadas e na sua engenharia de maneira adequada à arquitetura. Expandir as perspectivas das formas naturais de madeira na arquitetura não só cria estruturas únicas, mas também contribui para um impacto ambiental sustentável.
Este artigo é parte dos Temas do ArchDaily: O futuro da madeira. Mensalmente, exploramos um tema em profundidade através de artigos, entrevistas, notícias e projetos de arquitetura. Convidamos você a conhecer mais sobre os temas do ArchDaily. E, como sempre, o ArchDaily está aberto a contribuição de nossas leitoras e leitores; se você quiser enviar um artigo ou projeto, entre em contato.
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