Decifrando a matemática da arquitetura romana por meio da modelagem 3D

A arquitetura romana, celebrada por sua grandiosidade, precisão e inovações técnicas, tem fascinado historiadores e entusiastas por séculos. Ao combinar funcionalidade e estética, ela transformou as paisagens urbanas da antiguidade e deixou um legado que continua a influenciar a arquitetura contemporânea. Estruturas icônicas, como o Coliseu, o Panteão e os aquedutos romanos, exemplificam a engenhosidade romana no uso de materiais como o concreto e na aplicação de técnicas avançadas, como o arco e a abóbada, que garantiam durabilidade e eficiência às construções. No entanto, grande parte da teoria e do conhecimento que sustentaram esses feitos extraordinários se perdeu ao longo do tempo, deixando lacunas intrigantes em nossa compreensão de seus métodos e práticas.

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Aninhada entre as colinas ondulantes da Toscana, na Itália, a encantadora cidade de Volterra desempenhou um papel crucial no avanço do nosso conhecimento sobre a antiguidade. Com mais de 3.000 anos de história, Volterra é um verdadeiro tesouro histórico, abrigando sítios que remontam ao século IV a.C. Reconhecida como uma das cidades continuamente habitadas mais antigas do mundo, ostenta marcos notáveis, como o arco etrusco mais antigo do mundo. A cidade também abriga um dos melhores exemplos de teatro romano, descoberto há apenas 50 anos. Essas descobertas foram impulsionadas pelos esforços de uma equipe de pesquisa liderada pelo Professor Wladek Fuchs, da Volterra-Detroit Foundation, em conjunto com inovações tecnológicas. Ferramentas modernas, desenvolvidas por empresas como a Autodesk, permitiram análises novas e profundas da sofisticação matemática por trás desses projetos arquitetônicos antigos.

O projeto assumiu a ambiciosa tarefa de escanear estruturas romanas, utilizando tecnologia de ponta e insights acadêmicos para desvendar os segredos dessas construções milenares. Com o uso de drones, fotogrametria e escaneamento a laser terrestre, as equipes capturaram modelos 3D em alta resolução das antigas estruturas e artefatos da cidade. Com o apoio da Autodesk, esses modelos não apenas auxiliaram nos esforços de planejamento urbano e restauração, mas também permitiram que públicos de todo o mundo explorassem o patrimônio de Volterra por meio de plataformas virtuais e réplicas impressas em 3D. Como explica Tristan Randall, Executivo Sênior de Desenvolvimento de Negócios da Autodesk, os dados processados por ferramentas como ReCap Pro e Revit facilitaram a criação de Modelos de Informação da Construção (BIM) detalhados, proporcionando uma compreensão mais profunda dessas estruturas e possibilitando a construção de modelos físicos e ferramentas de realidade virtual.

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Um Novo Olhar Sobre os Ideais Vitruvianos

 

Quando o Professor Wladek Fuchs iniciou seu trabalho com a Volterra-Detroit Foundation, ele não poderia prever as revelações inovadoras que o projeto traria à tona.

Minha área original de especialização era a visualização arquitetônica – desde desenhos feitos à mão até renderizações e animações em computador. Parte da minha fascinação estava em demonstrar as formas originais de estruturas antigas, hoje em ruínas, por meio de reconstruções virtuais em 3D. Em Volterra, na Itália, restam vestígios do teatro romano do século I a.C., mas pouco da estrutura permanece intacto atualmente. Eu queria imaginar seu estado original. Para criar seu modelo 3D em CAD, precisava compreender como foi projetado inicialmente. No entanto, a documentação existente, baseada em medições manuais realizadas no passado, era confusa, apresentando discrepâncias significativas entre os desenhos. - Professor Wladek Fuchs

Em agosto de 2016, a Volterra-Detroit Foundation organizou o primeiro Workshop de Preservação Digital da cidade, escaneando em 3D as ruínas do teatro com tecnologia a laser. Esse esforço resultou em uma réplica digital precisa, oferecendo material confiável para estudos posteriores. Como qualquer pesquisador de arquitetura romana, Fuchs baseou-se nos Dez Livros de Arquitetura de Vitruvius como referência principal, incluindo as seções dedicadas ao design de teatros. No entanto, logo ficou evidente que o teatro de Volterra se desviava significativamente das descrições do autor antigo. Vitruvius descrevia um auditório baseado na geometria de um polígono regular de 12 lados, mas o layout em Volterra era baseado em um polígono de 7 lados, com cada lado dividido em três partes iguais, resultando em uma figura de 21 lados. Consequentemente, as portas do palco para os atores não podiam se alinhar com os cantos de um dodecágono, pois nenhum dodecágono foi usado. Fuchs precisou identificar princípios geométricos alternativos para determinar suas localizações. Ele explica: "Vitruvius escreveu que, se uma colunata tiver dois níveis, a altura do nível superior deve ser ¾ da altura do inferior; em Volterra, a proporção é indiscutivelmente maior—8:9. Quase tudo o que examinei diferia das prescrições de Vitruvius, levando a um dilema: deveria confiar em minhas observações ou assumir que as descrições do autor antigo estavam corretas?"

Evidências arqueológicas mostram que muitas estruturas romanas se desviam das descrições de Vitruvius. Embora os estudiosos frequentemente atribuam essas diferenças a modificações posteriores no design ou erros de construção, a execução precisa de estruturas como o teatro de Volterra sugere um planejamento intencional, e não ajustes feitos no local. Isso levou Fuchs a expandir sua pesquisa para 50 teatros romanos, revelando que apenas sete seguiam o layout do polígono de 12 lados descrito por Vitruvius, enquanto os outros utilizavam polígonos com 7 a 13 lados.

Os palcos romanos (scaenae) eram frequentemente baseados em grades quadradas não mencionadas por Vitruvius, indicando métodos alternativos de planejamento. Da mesma forma, investigações de templos romanos revelaram grades modulares em seus layouts, enquanto estruturas circulares, como o Panteão, demonstraram que os romanos utilizavam um valor de π (22/7) mais preciso do que os 3,125 de Vitruvius, possibilitando projetos práticos e proporcionais.

De acordo com Fuchs, Vitruvius concentrou-se em princípios gerais do design (utilitas, firmitas, venustas) e buscou tornar a linguagem arquitetônica acessível a um público amplo, em vez de detalhar métodos práticos. Isso provavelmente explica as discrepâncias entre suas recomendações e as práticas reais dos romanos.

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A intersecçāo entre tecnologia e tradiçāo

Para trazer esses insights arquitetônicos à luz, foram necessárias inovações tecnológicas, com a Autodesk desempenhando um papel crucial na preservação digital das ruínas de Volterra. Usando escâneres a laser terrestres e fotogrametria com drones, a equipe de Tristan Randall capturou modelos 3D detalhados desses sítios antigos. "O processo de criar esses scans," compartilha Randall, "envolveu mais de 100 escâneres individuais apenas para o teatro romano, garantindo precisão ao nível do milímetro. A nuvem de pontos resultante forneceu uma réplica digital impecável das condições existentes." Esses conjuntos de dados foram então processados usando o Autodesk ReCap Pro, permitindo a integração sem problemas em modelos 3D e até réplicas em escala através da impressão 3D.

Embora o fluxo de trabalho tenha sido inovador, não esteve isento de desafios. Desde a manobra precisa dos drones nos locais até o gerenciamento de vastos conjuntos de dados, o projeto exigiu inovação em todas as etapas. No entanto, como enfatiza Randall, o esforço abriu caminho para uma abordagem escalável e replicável na preservação do patrimônio cultural em todo o mundo. "Essas ferramentas são mais acessíveis e econômicas do que nunca, tornando possível atender às necessidades da preservação digital em escala global."

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Liçōes para o presente e o futuro

O Projeto Volterra vai além do exercício acadêmico; ele atua como uma ponte entre o antigo e o moderno. Fuchs enfatiza o potencial dessas descobertas para influenciar o ensino contemporâneo de arquitetura. "Frequentemente, ensinamos a história da arquitetura como um catálogo de formas impressionantes," observa ele. "Mas compreender os métodos de design romanos — como eles otimizavam a geometria e as proporções — pode tornar a história mais relevante e transformadora para os designers de hoje."

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Eu arriscaria afirmar que a geometria e a matemática das estruturas romanas são como uma combinação das impressões digitais dos arquitetos e o DNA mitocondrial de toda a arquitetura romana. Claro, levará muito tempo para compreendê-las plenamente — se isso for possível —, pois grande parte do material precisa ser reestudada e frequentemente está em ruínas. Por isso, sinto que estou apenas lançando as bases para o conhecimento futuro. Mas isso já oferece uma perspectiva completamente diferente sobre a arquitetura antiga: ela não era homogênea, como os escritos de Vitruvius poderiam sugerir, mas sim altamente diversa, com muito a ser aprendido sobre suas variações.— Professor Wladek Fuchs

Randall ecoa esse sentimento, destacando o papel da tecnologia na preservação da memória histórica. "O que realizamos em Volterra pode servir como um modelo, unindo profissionais, tecnólogos e grupos comunitários para dar vida de forma sustentável a esses lugares incríveis."

Temos uma necessidade quase insuperável em escala global de proteger e preservar esses sítios importantes. O que realizamos de forma colaborativa em Volterra pode ser usado como um modelo para organizar recursos em todo o mundo e unir especialistas, tecnólogos e o setor público para proteger esses locais extraordinários. — Professor Wladek Fuchs

Fuchs também observa que os princípios do design romano podem inspirar novas abordagens para resolver desafios arquitetônicos hoje. "Os sistemas de proporção deles não eram apenas sobre estética; eles simplificavam a logística e a construção, oferecendo um nível de precisão que minimizava erros. Se os arquitetos de hoje puderem integrar essa lógica com materiais e técnicas modernas, as possibilidades são infinitas."

O Projeto Volterra revelou uma tapeçaria mais rica e complexa da arquitetura romana do que os escritos de Vitruvius sugerem por si só. Como conclui Fuchs: "A geometria e a matemática nas estruturas romanas são como as impressões digitais dos arquitetos e o DNA da tradição arquitetônica. Elas revelam uma diversidade e uma engenhosidade que desafiam nossas suposições e convidam a uma exploração mais profunda." Ao combinar tecnologias avançadas com rigorosas investigações históricas, o Projeto Volterra não apenas preserva o passado — ele redefine como o entendemos e o utilizamos. Assim, garante que a sabedoria dos arquitetos antigos continue a inspirar as gerações futuras.

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Sobre este autor
Cita: Souza, Eduardo. "Decifrando a matemática da arquitetura romana por meio da modelagem 3D" [Using 3D Modeling to Decode the Mathematics of Roman Architecture] 11 Dez 2024. ArchDaily Brasil. Acessado . <https://www.archdaily.com.br/br/1024527/decifrando-a-matematica-da-arquitetura-romana-por-meio-da-modelagem-3d> ISSN 0719-8906

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