KELLY ALONSO COSTA DE MACEDO CÚPULAS HISTÓRICAS - SISTEMAS CONSTRUTIVOS, PATOLOGIAS E TÉCNICAS DE RESTAURO Dissertação apresentada ao Programa de Pós-graduação em Engenharia Civil, da Universidade Federal Fluminense, como parte dos requisitos necessários à obtenção do título de Mestre em Engenharia Civil, área de concentração Engenharia Civil. Orientador: Prof. Vicente Custódio Moreira de Souza, PhD. Niterói, RJ 2005
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KELLY ALONSO COSTA DE MACEDO
CÚPULAS HISTÓRICAS - SISTEMAS CONSTRUTIVOS, PATOLOG IAS E
TÉCNICAS DE RESTAURO
Dissertação apresentada ao Programa de Pós-graduação em Engenharia Civil, da Universidade Federal Fluminense, como parte dos requisitos necessários à obtenção do título de Mestre em Engenharia Civil, área de concentração Engenharia Civil.
Orientador: Prof. Vicente Custódio Moreira de Souza, PhD.
Niterói, RJ
2005
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KELLY ALONSO COSTA DE MACEDO
CÚPULAS HISTÓRICAS - SISTEMAS CONSTRUTIVOS, PATOLOG IAS E
TÉCNICAS DE RESTAURO
Dissertação apresentada ao Programa de Pós-graduação em Engenharia Civil, da Universidade Federal Fluminense, como parte dos requisitos necessários à obtenção do título de Mestre em Engenharia Civil, área de concentração Engenharia Civil.
Aprovada por:
_______________________________________________________ Prof. Vicente Custódio Moreira de Souza, Ph.D (orientador)
Universidade Federal Fluminense
_______________________________________________________ Ana Lúcia Torres Serôa da Motta, Ph.D.
Universidade Federal Fluminense
_______________________________________________________ Eliane Maria Lopes Carvalho, D.Sc. Universidade Federal Fluminense
_______________________________________________________ João Carlos Teatini de Souza Clímaco, Ph.D.
Universidade de Brasília
Niterói, RJ 2005
Ao
grande autor da minha vida
Deus.
Ao
grande amor da minha vida
Rodrigo.
AGRADECIMENTOS
Ao terminar este trabalho gostaria de expressar meus sinceros
agradecimentos a todos aqueles que contribuíram, de alguma forma, para a sua
realização. Gostaria de agradecer, em especial:
A Deus, pela minha vida e pela imensa benção em proporcionar o
aperfeiçoamento profissional em uma instituição de grande avanço científico e
tecnológico.
Ao grande amor da minha vida, meu esposo Rodrigo Alves de Macedo, pelo
companheirismo, pelas horas de auxílio, paciência e apoio.
Aos meus pais, Maria das Graças e Hugo, pelo carinho sempre dispensado
durante toda a minha vida, pelos princípios que me formaram e pela educação que
me proporcionaram, me dando a oportunidade de batalhar pelos meus sonhos e
convicções.
Ao meu irmão, Victor Hugo, pela amizade e respeito nas horas de ansiedade
e dúvidas.
Ao grande amigo e mentor profissional professor e orientador Vicente
Custódio Moreira de Souza, sempre presente nas escolhas e indicações dos
caminhos a seguir.
Aos professores da Universidade Federal Fluminense que de alguma forma
colaboraram para a minha formação e constituição da ética profissional.
Aos integrantes do Grupo Casarões, pela iniciação no campo do Patrimônio
Histórico Nacional. Ao Flávio, à Jeanne, à Andréia, ao Mateus, à Paula, à Silvia, pela
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ajuda e a amizade, em especial ao amigo, Luiz da Guia, pelas sugestões, apoio e
auxílio em softwares.
Ao grande amigo Adriano Tavares pela ajuda e assistência durante o trabalho
e a disponibilidade freqüente.
À grande amiga e irmã Flávia, que sempre estava pronta a compartilhar das
horas difíceis e alegres.
Ao Coordenador do Programa de Pós-graduação em Engenharia Civil, da
Universidade Federal Fluminense em Engenharia Civil, Orlando Longo, sempre
disponível para apoiar.
Às funcionárias do mestrado, à Aline, à Cássia, à Clarice e à Gláucia, que
sempre foram solícitas, tiveram muita paciência em resolver os problemas
burocráticos e psicológicos, e pela imensa amizade nos diversos momentos.
Aos professores da banca examinadora pela compreensão e pela
colaboração para a finalização dessa dissertação.
Aos colegas de mestrado, em especial ao Fausto, Alexandre, Itamar, Sabrina,
Emígdio, Uilson e Marcela.
Ao engenheiro civil, Ubirajara Avelino de Mello, pertencente à empresa
Concrejato, responsável pela obra de restauro na Igreja da Candelária, o qual
possibilitou o levantamento in loco das informações necessárias ao estudo de caso.
Ao engenheiro civil, Wallace Caldas, pelas informações imprescindíveis na
2 SURGIMENTO E EVOLUÇÃO DOS TETOS CURVOS ............. ................22
2.1 Introdução ...................................................................................................22 2.2 COBERTURA .............................................................................................22 2.3 Arcos e Abóbadas.......................................................................................24 2.4 CÚPULAS ...................................................................................................30 2.5 CLASSIFICAÇÃO DAS CÚPULAS .............................................................45 2.5.1 Quanto à transmissão de cargas ................................................................46 2.5.2 Quanto à forma ...........................................................................................48 2.6 a PRESENÇA DA CÚPULA NA HISTÓRIA DA ARQUITETURA BRASILEIRA .............................................................................................................53 2.6.1 As diversas cúpulas em edificações no Rio de Janeiro ..............................73
3.1 CARACTERÍSTICAS CONSTRUTIVAS .....................................................80 3.2 OS PRINCIPAIS MATERIAIS USADOS NAS CÚPULAS.........................101 3.2.1 Madeira .....................................................................................................102 3.2.2 Adobe e tijolo maciço................................................................................103 3.2.3 Pedra ........................................................................................................105 3.3 PRINCIPAIS CARACTERÍSTICAS DOS MATERIAIS ..............................107 3.3.1 Principais propriedades da madeira..........................................................107 3.3.2 Principais propriedades dos tijolos de terra. .............................................111 3.3.3 Principais propriedades da pedra..............................................................112
4 SINTOMAS PATOLÓGICOS E TÉCNICAS DE RESTAURO ........ ..........117
4.1 DESEMPENHO E DURABILIDADE..........................................................119 4.2 As causas das patologias EM CÚPULAS .................................................122 4.2.1 Causas das patologias em cúpulas de madeira........................................122 4.2.1.1 Causas intrínsecas ................................................................................123 4.2.1.2 Causas extrínsecas ...............................................................................125 4.2.2 Causas das patologias em cúpulas de tijolos ...........................................130 4.2.2.1 Causas intrínsecas ................................................................................130 4.2.2.2 Causas extrínsecas ...............................................................................133 4.2.3 Causas das patologias em cúpulas de pedra ...........................................137 4.2.3.1 Causas intrínsecas ................................................................................137 4.2.3.2 Causas extrínsecas ...............................................................................140 4.3 PROCEDIMENTOS ADOTADOS NA RECUPERAÇÃO E RESTAURO DAS CÚPULAS HISTÓRICAS.........................................................................................145
5 ESTUDOS DE CASOS.............................................................................147
5.1 Conceitos básicos da teoria dAS cascas ..................................................149 5.1.1 As diversas teorias de cascas...................................................................151 5.1.2 Relações básicas para cascas de revolução ortotrópicas.........................153 5.1.3 Teoria das membranas aplicada a cascas esféricas.................................154 5.2 estudos de casos ......................................................................................159 5.2.1 Estudo de caso: Igreja de Nossa Senhora da Lapa dos Mercadores .......161 5.2.1.1 Histórico ................................................................................................163 5.2.1.2 As principais características arquitetônicas...........................................163 5.2.1.3 Aspectos construtivos............................................................................167 5.2.1.4 Patologias e propostas de soluções......................................................168 5.2.2 Estudo de caso: Igreja de Nossa Senhora da Candelária.........................171 5.2.2.1 Histórico ................................................................................................173 5.2.2.2 As principais características arquitetônicas...........................................175 5.2.2.3 Aspectos construtivos............................................................................181 5.2.2.4 Patologias e propostas de soluções......................................................184
6.1 o método dos elementos finitos ................................................................197 6.1.1 A idéia geral do método ............................................................................199 6.2 propriedades dos materiais.......................................................................201 6.2.1 Origens e características da pedra de Lioz...............................................201 6.2.2 Parâmetros adotados................................................................................203
Figura 1 - Exemplo de uma possível cabana do paleolítico ......................................23 Figura 2 – Abóbada tipo de arco. ..............................................................................25 Figura 3 – Fiadas de pedras horizontais. ..................................................................25 Figura 4 – Abóbada de berço. ...................................................................................27 Figura 5 – Cúpula......................................................................................................30 Figura 6 – Distribuição estrutural de cúpulas. ...........................................................31 Figura 7 – Tesouro de Atreu......................................................................................32 Figura 8 – Palácio persa de Firuz-Abad. ...................................................................33 Figura 9 – Corte Longitudinal do Pantheon...............................................................34 Figura 10 – Interior do Pantheon...............................................................................35 Figura 11 – Maquete eletrônica da basílica...............................................................36 Figura 12 - Planta baixa e fachada da Igreja de Santa Sofia ....................................37 Figura 13 – Palácio de Cristal ...................................................................................44 Figura 14 – Elementos da cúpula..............................................................................46 Figura 15 – Cúpula suspensa....................................................................................46 Figura 16 – Projeção com base circular. ...................................................................46 Figura 17 – Cúpula de pendentes. ............................................................................47 Figura 18 – Base circular. .........................................................................................47 Figura 19 – Cúpula sobre trompas. ...........................................................................47 Figura 20 – Projeção em planta. ...............................................................................47 Figura 21 – Cúpula sobre o tambor (Tb, tambor; P, pendente). ................................48 Figura 22 – Cúpula em corte. ....................................................................................48 Figura 23 – Cúpula rebaixada. ..................................................................................49 Figura 24 – Cúpula vaída. .........................................................................................49 Figura 25 – Cúpula boêmia. ......................................................................................50 Figura 26 – Cúpula bizantina.....................................................................................50 Figura 27 – Cúpulas campaniformes.........................................................................51 Figura 28 – Armação para uma cúpula bulbiforme....................................................51 Figura 29 – Cúpula bulbiforme em espiral.................................................................52 Figura 30 – Cúpula ogival. ........................................................................................52 Figura 31 – Cúpula nervurada...................................................................................53 Figura 32 – Palácio Joaquim Nabuco - Planta baixa.................................................61 Figura 33 – Palácio Joaquim Nabuco – Corte Longitudinal.......................................62 Figura 34 - O teatro Amazonas em construção.........................................................63 Figura 35 – Tensões na cúpula esférica. ..................................................................81 Figura 36 – Aparelho anular. .....................................................................................81 Figura 37 – Arcos radiais. .........................................................................................82 Figura 38 – Aparelho Bizantino. ................................................................................83
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Figura 39 – Base do aparelho helicoidal. .................................................................84 Figura 40 – Aparelho romano....................................................................................84 Figura 41 – Aparelho em arcos de descarga.............................................................85 Figura 42 – Esboço da Catedral de São Pedro, Roma. ............................................85 Figura 43 – Esboço da Catedral Saint Paul, Londres................................................86 Figura 44 – Corte transversal, Palácio de Firuz-Abad...............................................87 Figura 45 – Geometria da cúpula. .............................................................................88 Figura 46 – Traçado geométrico do projeto da cúpula. .............................................90 Figura 47 – Vista do caixotão. ...................................................................................92 Figura 48 – Pantheon - Planta baixa. ........................................................................92 Figura 49 – Corte do Pantheon. ................................................................................93 Figura 50 – Curva das pressões. ..............................................................................95 Figura 51 – Rompimentos em arcos (A – fileira única; B – fileiras independentes)...97 Figura 52 – Cimbres da cúpula do Pantheon. ...........................................................99 Figura 53 – Torre de carpintaria. ...............................................................................99 Figura 54 – Estrutura para construção da cúpula....................................................100 Figura 55 – Concretando os setores da cúpula.......................................................100 Figura 56 – Arcos de descarregamento. .................................................................101 Figura 57 – Reciprocidade entre o desempenho e a durabilidade. .........................119 Figura 58 – Causas de origens extrínseca e intrínseca. .........................................121 Figura 59 - Ruptura nos elementos de base da cúpula...........................................134 Figura 60 - Abertura em arco da base da cúpula. ...................................................140 Figura 61 - Falência do arranjo estrutural da cúpula. ..............................................141 Figura 62 – Casca de revolução..............................................................................150 Figura 63 – Membrana de rotação. .........................................................................154 Figura 64 – Diagramas de forças e tensões............................................................156 Figura 65 – Diagramas da cúpula aberta com peso próprio....................................157 Figura 66 – Cúpula aberta com lanterna. ................................................................158 Figura 67 – Exemplo da planta de uma igreja histórica e seus principais elementos.
.........................................................................................................................159 Figura 68 – Elementos de fachada das igrejas. ......................................................160 Figura 69 – Fachada principal da igreja. .................................................................164 Figura 70 – Planta baixa da igreja e projeção da cúpula.........................................165 Figura 71 – Volumetria da Igreja de Nossa Senhora da Lapa dos Mercadores. .....166 Figura 72 – Ilustração do arranjo da cúpula elíptica................................................167 Figura 73 – Vista do Morro de São Bento, ilustração de 1830, de Jean Baptiste
Debret – Igreja da Candelária ainda sem a cúpula. .........................................173 Figura 74 – Fachada principal da Igreja da Candelária...........................................176 Figura 75 – Plantas baixas e projeção da cúpula interna da Igreja de Nossa Senhora
da Candelária...................................................................................................177 Figura 76 – Volumetria da Igreja da Candelária. .....................................................178 Figura 77 – Esquema prático do interior das cúpulas. ............................................179 Figura 78 – Ilustração das colunas em arcos da cúpula. ........................................183 Figura 79 – Escada móvel de acesso ao lanternim.................................................184 Figura 80 – Cúpula da Igreja da Candelária............................................................204 Figura 81 - Planta baixa do lanternim......................................................................205 Figura 82 – Curva aproximada do quarto grau........................................................206 Figura 83 – Vistas do modelo empregado...............................................................207 Figura 84 – Seção transversal da cúpula. ...............................................................208 Figura 85 – Cúpula modelada – Modelo 1. .............................................................208
12
Figura 86 – Distribuição de tensões ao longo da cúpula.........................................209 Figura 87 – Seções transversais. ............................................................................210 Figura 88 – Seção transversal - Retirada das pedras. ............................................211 Figura 89- Cúpula global - Retirada dos blocos. .....................................................211 Figura 90 – Distribuição de tensões na simulação. .................................................212 Figura 91 – Cúpula global – fissura.........................................................................213 Figura 92 – Detalhe da fissura nas juntas dos blocos de pedra. .............................214
LISTA DE FOTOGRAFIAS
Foto 1 – Recife antigo, Pernambuco. ........................................................................19 Foto 2 – Ghorfas em Tunísia.....................................................................................23 Foto 3 - Ponte romana. .............................................................................................29 Foto 4 - Monastério gótico.........................................................................................29 Foto 5 – Yurta............................................................................................................31 Foto 6 - Pantheon......................................................................................................33 Foto 7 - Igreja de Santa Sofia....................................................................................36 Foto 8 - Basílica de San Lorenzo de Huesca. ...........................................................37 Foto 9 - Teto em abóbada de arestas quadripartida na nave da Catedral de Reims
em França..........................................................................................................38 Foto 10 - Basílica de San Lorenzo de Huesca – cúpula sobre perxinas. ..................38 Foto 11 - Fachada da Igreja de São Pedro, Roma....................................................39 Foto 12 – Detalhe da cúpula da igreja de São Pedro................................................40 Foto 13 - A Igreja da Candelária - RJ........................................................................40 Foto 14 - Catedral Metropolitana – RS......................................................................40 Foto 15 - Cúpulas com forma alongada, Catedral do Arcanjo São Miguel, Ucrânia..41 Foto 16 - St. Basil's Cathedral, Rússia. .....................................................................42 Foto 17 – Catedral Antioquena, Rússia.....................................................................43 Foto 18 - Estação ferroviária Paddington. .................................................................44 Foto 19 – Cúpula da Igreja do Convento de Santo Antônio. .....................................54 Foto 20 - Fachada Frontal da Igreja Nossa Senhora do Carmo – Mariana, MG .......56 Foto 21 - Incêndio em 20 de janeiro de 1999, Mariana, MG .....................................57 Foto 22 – Cúpula da Igreja da Lapa dos Mercadores. ..............................................58 Foto 23 – Interior da Igreja da Candelária.................................................................58 Foto 24 – Imagem externa. .......................................................................................59 Foto 25 – Imagem interna. ........................................................................................59 Foto 26 - Palácio Joaquim Nabuco. ..........................................................................60 Foto 27 – Palácio Joaquim Nabuco - Troca das chapas da cúpula...........................61 Foto 28 - Teatro Amazonas atualmente ....................................................................63 Foto 29 – Casa França-Brasil....................................................................................64 Foto 30 – Coreto da Praça da República, Belém. .....................................................65 Foto 31 – Interior da Igreja de Nossa Senhora da Penha, Recife. ............................66 Foto 32 – Fachada da Faculdade de Direito. ............................................................66 Foto 33 – Palácio da Justiça, Recife. ........................................................................67 Foto 34 – Palácio da Justiça em construção.............................................................68 Foto 35 - Matriz de São Sebastião de Bagé, RG. .....................................................69 Foto 36 – Museu de Arte do Rio Grande do Sul........................................................69 Foto 37- Cúpula da Catedral de São Paulo em construção ......................................70
14
Foto 38 – Catedral atualmente..................................................................................70 Foto 39 – Fachada do Pantheon, Roma. ..................................................................91 Foto 40 – Caixotões da cúpula do Pantheon.............................................................91 Foto 41 – Catedral de Santa Maria Del Fiore, Florença. ...........................................96 Foto 42 – Interior da cúpula da Igreja de Nossa Senhora da Lapa dos Mercadores.
.........................................................................................................................162 Foto 43 – Interior da Igreja de Nossa Senhora da Lapa dos Mercadores. ..............165 Foto 44 – Cúpula esférica. ......................................................................................166 Foto 45 – Clarabóia sobre o retro-altar. ..................................................................166 Foto 46 – Telhado da Igreja de Nossa Senhora da Lapa dos Mercadores. ............168 Foto 47 – Telhado com proteção sobre a cúpula esférica.......................................169 Foto 48 – Patologias na cúpula esférica. ................................................................169 Foto 49 – Patologias na clarabóia. ..........................................................................169 Foto 50 – Telhado cobrindo a cúpula elíptica..........................................................170 Foto 51 – Parede com infiltração.............................................................................170 Foto 52 – Parede com patologias............................................................................170 Foto 53 – Vista da Igreja da Candelária. .................................................................172 Foto 54 – Vista da cúpula externa e esculturas.......................................................174 Foto 55 – Abertura da Presidente Vargas. ..............................................................175 Foto 56 – Detalhe da porta em bronze....................................................................176 Foto 57 – Torres sineiras.........................................................................................177 Foto 58 – Interior da Igreja da Candelária – Altar-mor. ...........................................178 Foto 59 – Espaço entre as cúpulas. ........................................................................179 Foto 60 – Escada tangenciando a cúpula interna da igreja.....................................180 Foto 61 – Cúpula com lanternim. ............................................................................180 Foto 62 – Detalhe do lanternim. ..............................................................................180 Foto 63 – Lanternim da sacristia. ............................................................................181 Foto 64 – Fiadas em pedra. ....................................................................................182 Foto 65 – Vista do conjunto.....................................................................................182 Foto 66 – Detalhe do conjunto em pedra. ...............................................................182 Foto 67 – Escada metálica móvel. ..........................................................................184 Foto 68 – Detalhe da manivela................................................................................184 Foto 69 – Detalhe da cruz no lanternim. .................................................................186 Foto 70 – Infiltração na cobertura do lanternim. ......................................................186 Foto 71 – Detalhe da base do lanternim e patologia. ..............................................187 Foto 72 – Manchas da lixiviação. ............................................................................187 Foto 73 – Fissuras nas pedras do lanternim. ..........................................................188 Foto 74 – Manchas de infiltração. ...........................................................................188 Foto 75 – Lixiviação no intradorso da cúpula de pedra. ..........................................189 Foto 76 – Manchas com cores diferentes. ..............................................................189 Foto 77 – Fissura perto de uma coluna...................................................................190 Foto 78 – Escada de acesso à varanda externa. ....................................................190 Foto 79 – Verificação da atividade da fissura..........................................................190 Foto 80 – Junta exposta às intempéries..................................................................191 Foto 81 – Junta vista por baixo. ..............................................................................191 Foto 82 – Instalações elétricas para iluminação......................................................191 Foto 83 – Pedras com escurecimento.....................................................................192 Foto 84 – Desenhos com giz...................................................................................192 Foto 85 – Pixações com tinta. .................................................................................193
RESUMO
Esta dissertação tem como objetivo analisar o método construtivo e o funcionamento estrutural de cúpulas históricas em edificações antigas. Desde quando se manifestou o instinto humano de construir um abrigo, o primeiro tipo que se apresenta, e o mais espontâneo, são módulos com paredes e tetos curvos. Desde então, muitos tipos de arcos e cúpulas, construídos de acordo com várias formas geométricas e com todo o tipo de materiais, eram usados. Esse patrimônio sofre deterioração ao longo de tempo, e a preservação e a restauração de sítios e edificações históricas deixaram de ser ações voluntaristas, baseadas em abordagens impressionistas dos monumentos históricos, para se afirmar como um processo complexo de aplicações multidisciplinares de saberes. A análise e a evolução do comportamento de cúpulas históricas são tarefas complexas, sendo necessária uma avaliação em conjunto com a metodologia construtiva utilizada. Nesta dissertação, há uma preocupação com a caracterização de cúpulas usadas no Brasil, mais especificamente na cidade do Rio de Janeiro, e as causas e sintomas de deterioração, desde o conhecimento dos agentes, à forma e aos métodos de intervenção a serem aplicados.
ABSTRACT
The aim of this work is to propose an analysis of constructive method and structural behavior of historic domes in old buildings constructed to the National Heritage. One of the first building methods in human history, and perhaps the most spontaneous, was modules constituted of curved walls and arch ceilings. Since then, many types of arched and domes, built according to a number of geometric forms and with different materials, were created. This heritage suffers deterioration along time, and nowadays the preservation and restoration of historic sites and buildings are no longer an individual action, based on intuitive approaches, but a complex multidisciplinary scientific process. Analysis and evolution of the behavior of historic domes is a complex task, and one must take into account the building technique used and the materials employed. This work is concerned with the characterization of dome types present in Brazil, more specifically in the city of Rio de Janeiro, and the causes and symptoms of their deterioration, since only from the knowledge of the deterioration agents the correct prophylaxis can be applied.
1 INTRODUÇÃO
O objetivo principal desta dissertação é invocar a importância do estudo
técnico para intervenções no patrimônio histórico nacional, que se faz presente nos
dias atuais, em meio à modernização das grandes cidades. A Universidade Federal
Fluminense tem desenvolvido, através do grupo de pesquisa Casarões, papel
determinante no aprofundamento do conhecimento das patologias e seus
respectivos tratamentos nos estudos desenvolvidos. O estudo da área da
Restauração e Conservação dos bens imóveis tem cunho multidisciplinar, pois o
conhecimento e a técnica estão intrínsecos à reconstituição histórica da sociedade.
1.1 CONSIDERAÇÕES INICIAIS
Observou-se, nos últimos anos, no Brasil, a crescente preocupação na
preservação de monumentos históricos, visto que seus valores simbolizam a
trajetória histórica da sociedade. Esta dissertação visa contribuir para a formação de
banco de dados que está sendo constituído por estudos, levantamentos e pesquisas
na área da Restauração e Conservação dos bens imóveis.
Uma edificação antiga deve ser considerada tanto no aspecto de valorização
de bem imóvel, com os seus respectivos valores sócio-econômicos associados,
como também a conservação do funcionamento físico. Segundo CABRITA (1992,
pg.45), o termo conservação é definido como o conjunto de ações destinadas a
prolongar a vida útil de uma edificação, salvaguardando-a e prevenindo à
degradação.
Os danos, que são acarretados por diversos fatores ao longo da vida da
edificação, podem ser impedidos ou antecipados com um plano de uso adequado e
um planejamento de manutenção. Segundo CURY (2000, pg.15), as Normas
18
Internacionais de Restauro (Cartas Patrimoniais) recomendam que a conservação
dos monumentos exige, antes de tudo, manutenção permanente e uso constante da
sociedade.
As temáticas deste trabalho são resgatar a importância de um elemento
arquitetônico usado desde o primórdio da civilização, a cúpula, levantar os materiais
e as técnicas de construção mais relevantes, e pesquisar as patologias mais
freqüentes neste tipo de elemento. Os estudos de casos adotados baseiam-se em
cúpulas chamadas verdadeiras, ou seja, possuem estruturas auto-portantes. Esta
característica foi relevante para a análise do comportamento estrutural através de
um software baseado no método dos elementos finitos.
1.2 JUSTIFICATIVA
A recuperação do patrimônio histórico deixou, há muito tempo, de ser uma
ação voluntarista, baseada em abordagens impressionistas dos monumentos
históricos, para se afirmar como um processo complexo de aplicações
interdisciplinares de saberes. Trabalhar com patrimônios culturais implica em lidar
necessariamente com muitos interesses.
Citando ABREU (1998, p.179):
Interesses práticos e interesses subjetivos. Interesses difusos e confusos. Políticos e econômicos. Materiais e afetivos. Coletivos e particulares. Interesses, interesseiros e desinteressados.
A importância do estudo sobre edificações antigas nas áreas de Engenharia e
Arquitetura tem como reflexo duas vertentes: o resgate da memória histórica e o
desenvolvimento de vultosos projetos e obras de restauração nestas edificações.
Como exemplos, observam-se, no exterior, as restaurações no Bairro Alto, em
Lisboa, Portugal, e, no Brasil, a recuperação e conservação do centro histórico de
Recife (Foto 1).
19
Foto 1 – Recife antigo, Pernambuco.
Fonte: Disponível em <www.opendoortur.com.br/brasil/cidades> Acesso em 14/04/05.
A pesquisa em edificações antigas transporta para o tempo presente
conhecimentos de técnicas executivas que não foram registradas, como também
materiais originais ou manipulados que foram empregados. Essas informações são
de grande importância para uma possível intervenção na edificação, que vise sanar
suas patologias e favorecer sua conservação.
Segundo HARRIS (1993, pg.1), a busca de um abrigo, pelo homem, vem
desde os primórdios da história da humanidade. O homem, por instinto, sempre
buscou a construção de seu abrigo de acordo com as disponibilidades materiais do
local. O primeiro exemplar que se apresenta, e o mais espontâneo, são módulos
com paredes e tetos curvos. A cobertura ou o teto de uma edificação e/ou
monumento é um elemento arquitetônico que atravessou todos os períodos da
história humana, desde os primórdios, e sofreu modificações ao longo do tempo. Por
meio do estudo das edificações antigas, pode-se observar o uso de coberturas
curvas, em inúmeras obras, ao longo da história, especialmente cúpulas e
abóbadas.
Dada a importância desses bens culturais e a participação de muitos
profissionais de diversas áreas, faz-se necessário que se sistematize o
conhecimento acerca das principais patologias que atingem as edificações antigas,
bem como de suas causas.
20
1.3 RELEVÂNCIA
A contribuição desta pesquisa para a Engenharia Civil está na compreensão
do funcionamento estrutural de cúpulas históricas em edificações antigas,
preservadas ou não por órgãos do patrimônio histórico e artístico, que adotem
sistemas construtivos com materiais simples ou mistos. Com a organização desses
dados, pretende-se viabilizar um roteiro de estudo que auxilie os profissionais da
área na correta indicação das intervenções necessárias. Procura-se também
salientar, quando da análise das patologias, procedimentos que devem constar num
plano de manutenção preventiva para impedir que tais problemas venham a ocorrer
novamente nas edificações.
1.4 METODOLOGIA
A metodologia utilizada nesta dissertação foi baseada em pesquisa
bibliográfica a fim de levantar o referencial teórico necessário para o conhecimento a
respeito do funcionamento estrutural, técnicas construtivas e materiais. Pelo estudo
observacional e descritivo de casos reais, pode-se chegar à descrição de anomalias
e análises para determinar as causas geradoras de deterioração.
A amostragem dos casos escolhidos deve apresentar condições ambientais e
estados de conservação distintos, para que o trabalho seja mais abrangente. O
trabalho é subdividido nas seguintes etapas:
� Capítulo 1: Introdução. Capítulo que aborda a relevância e justificativa do
tema, a metodologia empregada e os meios para construção do trabalho;
� Capítulo 2: Estudo sobre o histórico da presença da cúpula desde a
antiguidade até os dias atuais, bem como sua classificação e presença na
arquitetura brasileira;
� Capítulo 3: Estudo dos sistemas construtivos e os principais materiais
utilizados com suas respectivas propriedades;
� Capítulo 4: Estudo sobre as patologias em cúpulas, as possíveis causas de
degradação investigadas e indicações quanto ao tratamento;
21
� Capítulo 5: Conceitos básicos da Teoria de Cascas e apresentação de dois
estudos de casos, onde é feita uma análise de conservação das cúpulas,
diagnósticos e propostas de soluções.
� Capítulo 6: Análise de um estudo de caso através do método dos elementos
finitos, em diferentes estados de conservação;
� Capítulo 7: Conclusões.
2 SURGIMENTO E EVOLUÇÃO DOS TETOS CURVOS
2.1 INTRODUÇÃO
A cobertura ou o teto de uma edificação ou monumento é um elemento
arquitetônico que atravessou todos os períodos da história humana, desde os
primórdios, e sofreu modificações ao longo do tempo. Do estudo das edificações
antigas pode-se observar o uso de coberturas curvas, em inúmeras obras, ao longo
da história, especialmente cúpulas e abóbadas. A construção de tetos curvos foi
influenciada por disponibilidade de materiais, culturas, religiões e política, tornando-
se um estudo investigativo e complexo.
2.2 COBERTURA
A idéia de cobertura constitui para o ser humano abrigo ou proteção, no
sentido prático e de sobrevivência, havendo um sentido comportamental de
aconchego e território.
Segundo CORONA E LEMOS (1972, p.29), genericamente, o termo
cobertura, designa o conjunto de elementos dos sistemas de proteção dos edifícios.
Como construção, a cobertura define o sistema a ser adotado e, ao mesmo tempo,
as distribuições em planta, condicionando os valores espaciais em um projeto.
O homem começou a criar uma certa necessidade e independência do meio
em que vivia, desenvolvendo uma intuição construtiva para sua proteção. Segundo
MAYERHOFER (1953, p.2), desde quando se manifestou o instinto humano de
construir um abrigo, o primeiro tipo que se apresenta, e o mais espontâneo, são
módulos com paredes e tetos curvos. Os povos de vários locais da terra
demonstram uma acentuada tendência pelos tetos curvos. Podem ser cônicas ou
23
semi-esféricas, porém observa-se que essa tendência obedece a determinantes
econômicos, conduzindo à mecânica da menor superfície.
O homem pré-histórico usava como abrigo natural e rudimentar as cavernas,
que já constituíam, talvez, um primeiro exemplo de tetos abobadados. Segundo
MAYERHOFER (1953, p.2), as primeiras cabanas do paleolítico foram cônicas ou
semi-esféricas. Viollet-Le-Duc, em sua História da habitação humana, oferece um
exemplo provável, conforme mostra a Figura 1.
Figura 1 - Exemplo de uma possível cabana do paleolítico Fonte: MAYERHOFER, 1953, p. 2.
Através da busca do conhecimento foram encontradas construções
rudimentares que imitavam as covas nas montanhas (Foto 2), onde o homem
inicialmente habitou.
Foto 2 – Ghorfas em Tunísia
Fonte: Disponível em www.perso.wanadoo.fr/etmaventure>. Acesso em 11/04/05
24
Segundo GOLDFINGER (1970, p.58), essas construções pertenceram a
alguns grupos tribais, entre eles alguns trogloditas, que viviam nas montanhas e
foram obrigados a emigrar para os vales, por causa da falta de alimentos e pastos
para os rebanhos de cabras. Essa tribo desenvolveu um sistema de “ghorfas”, em
Metameur, Tunísia.
Citando GOLDFINGER (1970, p.58):
Cujos pequenos, escuros e profundos interiores reproduzem intimidade e segurança das costas naturais das montanhas.
Avançando um pouco à frente no tempo, são encontrados povos que viviam
com as intempéries do deserto e das estepes e desenvolveram tetos feitos com
couros estendidos sobre armações de varas. Segundo MAYERHOFER (1953, p.2),
as tendas dos pastores, que eram feitas com a técnica citada, afetavam as formas
cilíndrica, cônica ou semi-esférica. Considera-se esse tipo de teto como um
antepassado mais longínquo de uma abóbada. Segundo CASSINELLO (1969, p. 6),
pode-se distinguir, em geral, duas classes de abóbadas: “do tipo arco” e “cúpulas”. A
história das abóbadas e, posteriormente, das cúpulas, vem desde os primórdios da
civilização humana: sua origem se deu na época das primeiras construções em
pedra e em argila.
As formas e os materiais empregados evoluíram e ampliaram sua utilização.
Os tipos de construção têm sua própria particularidade em função do clima, material
disponível e outras necessidades do ser humano.
2.3 ARCOS E ABÓBADAS
Segundo HARRIS (1993, p.9), as abóbadas são coberturas ou seguimentos
de coberturas curvas, que se cruzam mutuamente ou entre contrafortes.
Examinando as abóbadas através da geometria espacial, há abóbadas que são
interpretadas como setores (ou “fatias”) de cúpulas e outras como desenvolvimento
de arcos. Entretanto, as duas formas são originadas de um arco diretor.
As abóbadas do tipo arco podem ser consideradas como o desenvolvimento
ou revolução de um arco diretriz plano, cujos pontos se deslocam segundo
25
geratrizes retas. Os setores criados (Figura 2) com os materiais constituintes se
apóiam somente no sentido curvo da diretriz e os esforços de cada setor se
transmitem ao setor que está em cima e debaixo do mesmo, nunca pelas laterais.
Figura 2 – Abóbada tipo de arco. Fonte: CASSINELO, 1969, p.6.
Somente no final do neolítico e início da idade do bronze é que surgem as
primeiras construções de pedra, principalmente entre os povos do Mediterrâneo e os
da costa atlântica da Europa. A partir do material disponível, houve uma
necessidade de desenvolver uma técnica construtiva para utilização dos módulos de
pedra.
O emprego da pedra, em fiadas horizontais, dispostas em círculo e
empilhadas em balanços sucessivos (Figura 3), teria fornecido um outro tipo de
abrigo aos primeiros construtores. Este abrigo tem a forma do que se chama
geometria espacial de arco. Inicialmente, os povos que utilizavam pedras para
construir essas formas de arcos, utilizavam o encaixe das pedras com “junta viva”,
ou seja, não utilizavam argamassa para a ligação entre os módulos.
Figura 3 – Fiadas de pedras horizontais. Fonte: MAYERHOFER, 1953, p. 2.
26
Com o uso de módulos, surgem as abóbadas de pedra maciça, que só
aparecem nas antigas civilizações em algumas construções. Em “Dur-Sharrukin”,
atual cidade Khorsabad, Iraque, encontraram-se exemplos de construções onde, a
partir de uma técnica especial, as camadas de pedra em arco são dispostas em
posição inclinada, com um melhor contraventamento longitudinal.
Considera-se como outro exemplo do uso de pedra em abóbadas as
construções Persas. Segundo MAYERHOFER (1953, p.22), esse povo desenvolveu,
ainda que “grosseiramente”, abóbadas com pedra bruta e aparelhos estruturais sem
acabamento dos arcos. Contudo, essa técnica pode ter dado origem à arquitetura
bizantina, com os conhecimentos perpetuados com o comércio e as guerras.
Em outros locais, apenas a argila era o material disponível para ser
trabalhado. Logo, os povos dessas regiões desenvolveram um teto abobadado como
abrigo. A argila, como material, não exigia outra mão-de-obra a não ser a de
modelador, dispensando toda ferramenta, porém só permitia a construção de tetos
curvos.
Avançando no tempo, 2.780 a.C.-2.280a.C. surge, no antigo Egito, uma
civilização em que a religião ocupa papel importante na sociedade. Os egípcios
desenvolveram dois tipos de arquitetura: um estilo arquitetônico para os deuses,
com um caráter monumental aos templos e às construções mortuárias, utilizando
pedras e técnicas de execução sofisticadas, e um estilo bem diferente para o povo.
As habitações populares eram de barro estruturado com caniços (semelhante à taipa
brasileira), com coberturas de folhas de palmeiras. No Egito, a madeira era escassa
e de má qualidade e, então, o material trabalhado foi a argila.
Com a evolução dos povos e o passar do tempo, alguns povos
desenvolveram, a partir da argila, a técnica de criar tijolos, como os egípcios. A
técnica sofreu variações de acordo com os povos; alguns fabricavam tijolos crus e
outros tijolos cozidos. Essas peças fizeram parte da construção de edificações e
também da evolução dos tetos curvos. Observando a necessidade de cobrir um
determinado espaço com materiais menores, os tijolos, os construtores, usando a
força de combinações, acabaram por descobrir a verdadeira abóbada, formada por
aduelas com os leitos convergentes.
27
Segundo MULLER (1984, p.123), os persas foram os responsáveis pela
evolução das abóbadas, por desenvolverem a técnica herdada dos egípcios e
criarem as abóbadas de berço (Figura 4), que se apresentam como a forma mais
simples e antiga, assim como a “srefa”, um tipo de casa primitiva usada na
Mesopotâmia, de origem pré-histórica. Mais tarde, surge um tipo intermediário de
abóbada, que aparece como uma cobertura de arcos parabólicos, suportados por
pilares centrais, que atravessam-na, ou como cobertura em forma de cúpula, onde
existe um pilar central, a “choza abisidal”.
Figura 4 – Abóbada de berço. Fonte: CASSINELO, 1969, p. 17.
A utilização e a evolução dos tetos abobadados com argila tiveram sua maior
expressão através das construções realizadas na antiga Babilônia. Os arquitetos
desenvolviam cálculos avançados e uma arte especial de construir, utilizando a
resistência do material, bem como o emparelhamento de peças e conjunto. Segundo
HARRIS (1993, p.10), as abóbadas de berço com segmentos de tijolo em
disposições radiais suportavam os “jardins suspensos do Palácio de Nabucodonosor
da Babilônia”. O estilo arquitetônico se diferencia pela preocupação em fazer dos
tetos curvos um fator presente da sociedade daquela época.
O desenvolvimento e o enriquecimento das técnicas construtivas das
abóbadas aconteceram devido à miscigenação ocorrida na Grécia, onde as culturas
jônica e aquéia foram acrescidas da imigração dórica, por volta de VI a.C. Os gregos
apreciavam as construções de pedra aparelhada, arquitraves e platibandas,
aperfeiçoando o estilo dos grandes templos egípcios. Contudo, foram os romanos
que herdaram toda a junção de conhecimentos e conceitos sobre técnicas
construtivas. A principal diferença entre a arquitetura romana e a arquitetura grega
28
provém dos construtores. Enquanto os gregos só empregavam a arquitrave para
vencer os vãos, os romanos fizeram uso do arco. Aprimoraram os estudos e
desenvolveram, como nenhum outro povo, a união da arquitetura, o cálculo da
engenharia e a arte de construir dos tetos curvos.
Citando MAYERHOFER (1953, p.68):
Em parte alguma teve a Arquitetura caráter tão grandioso como na Roma antiga. Vista do alto de suas colinas, a cidade apresenta-se como um conjunto magnífico, emergindo, por todo o lado dos espaços construídos, esplêndidos edifícios. Dominavam no aspecto geral, as formas curvas dos teatros e anfiteatros; vinham depois as cúpulas semi-esféricas, alternando com telhados à moda grega, mas esses mesmos cobriam tetos curvos: berços e abóbadas de arestas.
Os construtores romanos criaram salões com grandes vãos nos palácios
imperiais e edifícios religiosos; a utilização de abóbadas com tijolos de reforço
possibilita uma distribuição equivalente dos esforços e permite grandes vãos. O uso
dos arcos como arestas das abóbadas permitiu a substituição das pesadas pedras
utilizadas na construção das abóbadas de berço por placas finas de pedras ou de
cerâmica, pois sua função estrutural tinha como objetivo vencer apenas o espaço
entre os arcos. Estudando a origem e o desenvolvimento da civilização romana,
observa-se uma gradativa evolução das estruturas: num primeiro momento,
utilizando madeira para pilares e vigas em peças revestidas de moldagens de
terracota pintadas em tons vivos, e, posteriormente, estruturas em pedras, após a
descoberta de jazidas de pedras vulcânicas, e, mais tarde, mármores finos, incluindo
o “traventino”, que passou a ser o material característico das construções românicas
mais sofisticadas. São encontrados arcos e abóbadas executados em pedras de
cantaria nas mais arrojadas pontes construídas pelos romanos (Foto 3), algumas
com mais de dois mil anos de existência e ainda eficientes.
29
Foto 3 - Ponte romana.
Fonte: HARRIS, 1993, p. 9.
As chamadas abóbadas de arestas resultam da intersecção em ângulos retos
das abóbadas de berço. As curvas que se perfilam como arestas no interior
correspondem à linha de forças resultantes dos esforços de compressão de ambos
os berços. Para compensar os esforços horizontais, apresentavam-se os
contrafortes, muros grossos ou tirantes. A partir do avanço da técnica e experiência
nas construções criaram-se possibilidades de grandes conjuntos arquitetônicos e
uma nova ordem construtiva, independente das antigas igrejas, sobre base
quadrada, onde os ângulos das cargas precisam ser corrigidos por pilares, muros e
arcos.
Por volta do século XII, a técnica dos tetos curvos sofre modificações; nasce a
arquitetura gótica. Uma decomposição da abóbada em elementos portantes conduz
a uma arquitetura gótica em cruzeiro. Segundo MULLER (1984, p. 278), nas
abóbadas em cruzeiro os esforços resultantes se refletem, em princípio, com
nervuras superpostas, e, depois, se convertem em nervuras autônomas. Encontram-
se na Europa as primeiras abóbadas nervuradas no estilo gótico primitivo (Foto 4).
Foto 4 - Monastério gótico
Fonte: Disponível em <www. Matthew D. Stroud.com.br>. Acesso em 14/02/05.
30
As abóbadas de cruzeiro foram utilizadas até a idade média e acabaram por
destrincharem-se em outras formas: abóbadas de berço, de arcos de claustro, de
arestas, de cruzaria em ogiva, de cruzaria quadripartida, estrelada, estrelada com
nervura no vértice, de liernes e outros.
2.4 CÚPULAS
Segundo MULLER (1984, p.85), as primeiras cúpulas conhecidas são as
chamadas falsas cúpulas parabólicas, pois tinham a “massa ligante” sustentada por
arcos, ou parte dos mesmos, recebendo os esforços estruturais, ou seja, sem função
estrutural. Estas cúpulas foram encontradas em alguns locais e em idades
diferentes:
� em 5000 a. C., próximo ao extremo oriente, através das civilizações
sumerianas, foram encontradas as chamadas cúpulas parabólicas, bem como
as cúpulas por empilhamento;
� em 3500 a. C., no Chipre, cúpulas parabólicas;
� em tribos da Ásia ocidental e africanas, foram encontradas chozas circulares
cônicas ou semi-esféricas, construídas de juncos e lama de rio.
As cúpulas, ao contrário das abóbadas, estão geralmente engendradas pelo
giro de um arco meridiano ao redor de um eixo, descrevendo cada um de seus
pontos o paralelo correspondente (Figura 5).
Figura 5 – Cúpula Fonte: CASSINELO, 1969, p. 7.
Cada fatia da cúpula se apóia em ambos sentidos (de meridianos e paralelos)
e atuam sobre os mesmos desencadeando uma rede de compressão (Figura 6).
31
Figura 6 – Distribuição estrutural de cúpulas. Fonte: Disponível em < http://mega.ist.utl.pt/~vvgr/dac2/home>. Acesso em 07/01/2005.
Teoricamente, a grande diferença entre abóbadas e cúpulas está na forma de
trabalho dos esforços, enquanto que na primeira há uma distribuição plana de
tensões, na segunda a distribuição é espacial. Porém, segundo as condições de
apoio e disposição construtiva, pode haver abóbadas que trabalhem espacialmente
e cúpulas que o fazem com distribuição plana de tensões (cúpula nervurada radial).
Segundo CASSINELO (1969, p.7), analogamente pode se tratar de abóbadas ou
cúpulas com material leve, que não cumprem nenhuma função resistente, ao
estarem suspensas como teto.
Estudando a história, observa-se que nômades da Ásia oriental e central
(Mongólia) constroem suas Yurtas, tendas de varas com forma de cúpula, com
diâmetro de até oito metros (Foto 5 – Yurta.).
Foto 5 – Yurta.
Fonte: Disponível em www.novinomad.com/ tour13.shtml>. Acesso 15/01/05.
32
Alguns séculos mais tarde as cúpulas são usadas em construções pela
civilização miceniana (1200-1000 a.C.). Estas construções são interpretadas pelos
historiadores como funerárias e geralmente são subterrâneas. O exemplo mais bem
conservado é o tesouro de Atreu (Figura 7), em Micenas. Possui uma cúpula de
perfil aproximadamente parabólico, nascendo ao nível do piso, com 14,30 metros de
diâmetro interior, e atingindo a altura de 15 metros sob a pedra chave. A cúpula é
construída de pedras afetando a forma de paralelepípedos, com as fiadas
horizontais dispostas em anéis, cujo diâmetro diminui sucessivamente, terminando-
se por uma única pedra-chave.
Figura 7 – Tesouro de Atreu. Fonte: MAYERHOFER, 1953, P.57.
As cúpulas na era pré-helênica tinham como característica construtiva sua
execução sobre base de pedra.
No império Persa, por volta de 600 a.C., foram utilizadas cúpulas em palácios.
Através do estudo e pesquisa em locais da Ásia, onde viveram os Persas, foram
encontradas ruínas dos palácios Firuz-Abad e Sarvistan (Figura 8). Segundo
MAYERHOFER (1953, p. 21-22), os grandes autores que se ocuparam com a
história da arquitetura persa, tais como Pascal Coste, Marcel Dieulafoy, Gayet, e
outros, não estão de acordo com a época precisa da construção. No entanto,
concordam em fixar a construção da cúpula de Firuz-Abad, uma das primeiras
utilizações deste elemento arquitetônico num palácio, com a função de imponência.
33
Figura 8 – Palácio persa de Firuz-Abad. Fonte: Disponível em <www.vohuman.org/.../ Firuzabad>. Acesso em 14/03/2005.
A construção foi feita com alvenaria de pedra calcárea e argamassa de cal e
areia. Um dos aspectos mais interessante e curioso que apresentam as arquiteturas
dos palácios de Firuz-Abad e Sarvistan é o perfil oval das cúpulas, além de atender
às condições de estabilidade, segundo o sistema persa de construção direta no
espaço, sem auxílio de cimbres, ou seja, segundo MAYERHOFER (1953, p. 30), um
traçado com intenção estética.
No início da chamada era imperial, novos tipos construtivos se manifestaram.
Em Roma, ao contrário da Grécia, estas formas se refletem sempre no espaço. Um
exemplar monumental deste período é o Pantheon, datado de 27a.C., em sua forma
pura, definido com uma cúpula semi-esférica (Foto 6).
Foto 6 - Pantheon
Fonte: Disponível em <www.sanford-artedventures.com>. Acesso em 15/03/2005.
A cúpula do Pantheon possui uma estrutura interna composta por caixotões, a
partir da divisão de meridianos e paralelos, enquanto que a parte externa é descrita
como uma carapaça de concreto, sendo que o seu peso era transmitido à base por
uma trama de tijolos (Figura 9). O intradorso da cúpula apresenta, no sentido da
34
altura, cinco zonas, decoradas por caixotões, às quais se seguem uma superfície
lisa.
Figura 9 – Corte Longitudinal do Pantheon Fonte: Disponível em <www.sanford-artedventures.com>. Acesso em 15/03/2005.
Segundo MAYERHOFER (1953, p. 89), a disposição dos tetos em caixotões
apresenta nas cúpulas uma particularidade que não se encontra nos berços. Num e
noutro tipos de abóbada, os caixotões são dispostos por fileiras horizontais e
ascendentes; mas, nas cúpulas, as fileiras, compreendidas cada uma entre dois
meridianos, não têm a mesma largura em todo o seu desenvolvimento: diminuem a
largura, à medida que se elevam, os caixotões e as nervuras que os separam.
Torna-se, então, necessário, para conservar a harmonia nas diferentes partes dessa
ornamentação, que as zonas horizontais de caixotões, bem como as costelas que os
separam, diminuam também de altura (Figura 10).
35
Figura 10 – Interior do Pantheon Fonte: Disponível em <www.sanford-artedventures.com>. Acesso em 15/03/2005.
Há numerosas variações de edificações romanas e paleocristas, porém todas
elas mantêm a cúpula semi-esférica, mesmo quando a planta em que a cúpula se
apóia é circular ou poligonal. Surge uma nova concepção no oriente grego-romano:
a associação de cúpulas e quadrados. Para levantar este tipo de cúpula apesar de
todo o seu peso, a solução foi uma casca sobre quatro triângulos esféricos e as
superfícies laterais terminando em muros e arcos.
Obras criadas na área cultural do Império Bizantino expuseram a ampliação
do princípio de associação de cúpulas e quadrados: surge uma outra cúpula sobre o
anel resultante da primeira, que domina o espaço por cima dos muros de base. Na
arquitetura bizantina, a grande igreja de Santa Sofia (532/37d.C.), em
Constantinopla (atual Istambul), dominada por seu grande domo, foi um modelo para
as obras cristãs posteriores e para os arquitetos turcos (Foto 7).
36
Foto 7 - Igreja de Santa Sofia
Fonte: Disponível em <www.xtec.es/~jarrimad/ medieval>. Acesso em 15/03/2005.
A basílica possui uma abóbada semi-esférica e planta em forma de cruz
grega, com quatro lados iguais (Figura 11). As paredes externas são construídas
com pedra e tijolo. Nas decorações mais suntuosas usam-se mármore, mosaico,
ouro e pedra. A obra-prima desse estilo é a Igreja de Santa Sofia, erguida entre 532
e 537, em Istambul, na Turquia (Figura 12).
Figura 11 – Maquete eletrônica da basílica Fonte: Disponível em <www.xtec.es/~jarrimad/ medieval>. Acesso em 15/03/2005.
37
Figura 12 - Planta baixa e fachada da Igreja de Santa Sofia Fonte: Disponível em <www.biada.org/materies> Acesso em 15/03/2005.
O estilo gótico, que utilizava arcos ogivais em templos, define uma nova face
da arquitetura: o espaço interno. Os arquitetos trabalhavam no limite do material: a
pedra. As cúpulas são elevadas para uma aproximação com o céu, conseguindo
desenvolver uma estrutura de modo a transmitir ou eliminar grande parte dos
esforços de tração, restringindo-os a limites suportáveis pelas argamassas que
fazem a junção de pedras (Foto 8). Segundo HARRIS (1993, p.17), o estilo gótico
busca a passagem de um ser para um “estado de espírito sublime” e o acréscimo de
vitrais coloridos adiciona um clima de mistério à atmosfera interna (Foto 9).
Foto 8 - Basílica de San Lorenzo de Huesca.
Fonte: Disponível em <www.cruzblanca.org/ sanlorenzo>. Acesso em 07/01/2005.
38
Foto 9 - Teto em abóbada de arestas quadripartida na nave da Catedral de Reims
em França
Fonte: Disponível em <http://pt.wikipedia.org> Acesso em 15/02/2005.
Segundo MULLER (1984, p.119), com o Renascimento aparece a cúpula
galonada. Nesta, as nervuras constituem a estrutura portante que reparte todos os
esforços da cúpula sobre o “tambor” que, por sua vez, translada para as quatro
perxinas que são formadas pelo encontro dos arcos na base da cúpula (Foto 10). No
vértice da cúpula, um anel de compressão absorve as linhas de nervuras. Anéis de
tração metálicos compensam os esforços da cúpula. O estilo renascentista
desenvolve a construção exterior da cúpula e ressalta as nervuras que aparecem
como linhas. As abóbadas eram construídas em tijolos comuns e eram geralmente
adotadas superfícies cilíndricas simples ou compostas pelas diferentes formas de
intersecção.
Foto 10 - Basílica de San Lorenzo de Huesca – cúpula sobre perxinas.
Fonte: Disponível em <www.cruzblanca.org/ sanlorenzo>. Acesso em 07/01/2005.
39
Segundo PATETTA (1984, p. 145), a observação das características de
rigidez e resistência de uma superfície esférica levou às primeiras aplicações de
superfícies de curvatura composta (3 dimensões), realizando-se grandes cúpulas,
como a de São Pedro, em Roma.
Em 1547, Michelangelo (pintor e arquiteto) iniciou a construção da Basílica de
São Pedro, em Roma, cuja grande cúpula da igreja é de sua autoria (Foto 11).
Foto 11 - Fachada da Igreja de São Pedro, Roma.
Fonte: Disponível em <www.arquidiocese-bh.org.br>.Acesso em 14/03/2005.
Existia uma basílica antes dessa, no mesmo lugar, sobre o túmulo de São
Pedro, considerado o primeiro Papa. Ficou conhecida como a velha São Pedro. Mais
antiga, consagrada no ano de 326 era também uma construção monumental, mas
estava em ruínas na época do Papa Júlio II, no século XV. Após o exame e
avaliação do Papa Júlio II e do arquiteto de nome Bramante, foi decidido que o
trabalho para restaurar a basílica era desanimador e seria mais oportuno uma nova
construção. Bramante empenhou-se com afinco na conclusão da obra, mas parou
diante do problema de construir a cúpula do tamanho que havia imaginado. Quatro
décadas se passaram, quando então Michelangelo foi chamado. A cúpula (Foto 12)
pesa 37 milhões de quilos de diversos materiais. Só a clarabóia tem
aproximadamente 1.500 toneladas. A cúpula tem 150 metros de altura.
40
Foto 12 – Detalhe da cúpula da igreja de São Pedro
Fonte: Disponível em <www.arquidiocese-bh.org.br>.Acesso em 14/03/2005.
No Brasil existem duas cúpulas que fazem réplica do estilo e/ou arranjo
estrutural da Igreja de São Pedro. A Igreja da Candelária, na cidade do Rio de
Janeiro, é construída em pedra e seu projeto está ligado ao estilo monumental da
cúpula original (Foto 13). A outra cúpula está localizada na Catedral Metropolitana
na cidade de Porto Alegre, Rio Grande do Sul (Foto 14).
Foto 13 - A Igreja da Candelária - RJ Foto 14 - Catedral Metropolitana – RS
Sobressaindo no cenário do antigo Recife, à beira do rio Capibaribe, não há
como deixar de observar a imponente cúpula que faz parte da arquitetura do prédio
da Assembléia Legislativa de Pernambuco (Palácio Joaquim Nabuco). A construção
do prédio foi iniciada em 1870 e finalizada em 1875 (Erro! Fonte de referência não
encontrada. ). Segundo FRANCA (1977, p.56), apesar de ter características
neoclássicas, o prédio difere bastante de outras edificações do período.
60
Foto 26 - Palácio Joaquim Nabuco. Fonte: BITU, p. 24.
Segundo BITU (2000, p.26), a planta do prédio é em forma de cruz latina,
porém com um dos braços no eixo principal bem mais curto e compõe-se de cinco
corpos (Erro! Fonte de referência não encontrada. ):
� o hall de acesso do plenário, com escadarias que levam ao pavimento
superior;
� no corpo posterior, com dois pavimentos, há um hall que dá acesso aos
salões e escadarias;
� no corpo lateral esquerdo localizam-se áreas administrativas, e ocupa três
pavimentos;
� no corpo lateral direito também localizam-se áreas administrativas, e ocupa
dois pavimentos;
No centro do edifício localiza-se o espaço circular destinado às reuniões
plenárias, com um só pavimento coberto pelo tambor e cúpula.
61
Figura 32 – Palácio Joaquim Nabuco - Planta baixa. Fonte: Fonte: BITU, p. 28.
O edifício foi erguido em alvenaria estrutural em tijolos, cujas paredes
externas, medindo 80 centímetros de espessura, suportam o peso da coberta e
pisos intermediários, assim como a parede que circunda o vão central destinado ao
plenário e tambor com forma cilíndrica, sobre o qual apóia-se a cúpula. Esta possui
uma configuração semelhante a uma calota lisa e geometricamente equivalente a
pouco mais de uma semi-esfera. A cúpula é composta por chapas de alumínio (que
substituíram as originais em ferro, em 1990) fixadas sobre estrutura metálica em
forma de uma rede composta de meridianos e paralelos (Erro! Fonte de referência
não encontrada. ).
Foto 27 – Palácio Joaquim Nabuco - Troca das chapas da cúpula.
62
Fonte: BITU, p. 40.
Abaixo da cúpula principal há um forro de estuque em forma de cúpula que
possui forma e ângulo diferente (Erro! Fonte de referência não encontrada. ).
Figura 33 – Palácio Joaquim Nabuco – Corte Longitudinal. Fonte: Fonte: Fonte: BITU, p. 35.
Segundo Bitu (2000, p.52), a pintura da cúpula em dourado, em substituição à
cor original em alumínio, foi duramente criticada, pois além de não fazer referência à
concepção original do projeto, se assemelharia à cor utilizada nas mesquitas
islâmicas.
Na cidade de Manaus, Amazonas, existe um edifício de grande vulto para o
estilo neoclássico: o teatro Amazonas, 1896 (Erro! Fonte de referência não
encontrada. ). O prédio é a obra arquitetônica mais significativa do período áureo da
borracha e principal patrimônio artístico cultural do Estado. A construção do teatro
apresentou soluções avançadas para a época, destacando-se a estrutura metálica
da cobertura, incluindo a cúpula (Erro! Fonte de referência não encontrada. ). A
cúpula é revestida externamente em cerâmica policromada, telhas em escamas, e
áreas em vidros coloridos.
63
Figura 34 - O teatro Amazonas em construção Foto 28 - Teatro Amazonas
atualmente
Site: http://www.teatroamazonas.com.br/
Instalada no topo do edifício, a cúpula do Teatro Amazonas é coberta com
36.000 telhas vitrificadas importadas da Europa, em um tipo de mosaico formando
padrões com as cores da bandeira nacional brasileira.
No estado do Rio de Janeiro houve um grande avanço do estilo
Neoclassicista relacionado a transformações da sociedade como os movimentos
literários. Mudanças de comportamento e desenvolvimento também foram
influenciadas pela vinda da Família Real de Portugal para o Rio de Janeiro. Com o
advento, a simples sede da colônia na longínqua América passou a ser a única
cidade colonial da história a se tornar capital do seu império. Através do salto
demográfico que a cidade teve com a vinda de novos habitantes, cortesãos
europeus, houve a necessidade de fazer profundas modificações na cidade e na sua
arquitetura, não para apenas alojar provisoriamente a corte inesperada, mas para
aproximarem os jeitos da nova capital aos parâmetros da Europa. Com as
cerimônias e compromissos necessários à Rainha e ao Príncipe, a cidade mudou e
novos hábitos foram incorporados, bem como uma nova urbanidade. Todos os
acontecimentos neste período concederam ao Rio de Janeiro uma posição toda
peculiar na história. Seguindo os padrões europeus da época, o neoclássico se
firmou como tendência dominante da arquitetura oficial no Rio.
Observando construções do período, vê-se como exemplo de edificação que
possui cúpula a casa França-Brasil, construção em 1820, que possui uma
64
arquitetura simples, porém sofisticada para representar a nobreza (Erro! Fonte de
referência não encontrada. ).
Foto 29 – Casa França-Brasil Fonte: Disponível em <www.if.ufrj.br/general/rio.html> Acesso em 25/03/2005.
Na primeira metade do século XIX observou-se uma mudança no
comportamento das sociedades. Com o crescimento das populações urbanas houve
uma necessidade de acomodação e aumento de tolerância conciliatória de
diferenças. Segundo CZAJKOWSKI (2000, p.5), as cidades tinham não somente
mais gente mas, sobretudo, eram formadas de pessoas de origens culturais
diferentes. As distâncias globais foram diminuídas, através de navios e trens, o que
gerou uma aproximação de culturas diferentes. Com a coexistência e as trocas
culturais surgiu a questão eclética na sociedade e, por conseqüência, modificações
nas perspectivas das artes e arquitetura. Tal renovação recebeu o nome de estilo
eclético. O Brasil, colonizado por vários povos, tornara-se local de convivência,
mestiçagem e sincretismo. A partir do século XIX, novas culturas, como alemães,
sírios, italianos, japoneses e espanhóis, aportaram no Rio de Janeiro e São Paulo
para se integrarem ao corpo eclético de índios, negros e portugueses. Estas
mudanças se refletiram na arquitetura e muitas edificações deste período podem ser
citadas. No ecletismo, o uso de elementos de vários estilos arquitetônicos beneficiou
o aparecimento de abóbadas e cúpulas, seguindo algumas tendências do passado.
Segundo FABRIS (1987, p.148), por todo o período colonial, os poucos
núcleos urbanos implantados pelos portugueses na região amazônica tiveram um
crescimento difícil e lento. A cidade de Belém, apesar de representar um ponto
estratégico de ligação com o interior, pelos rios, e com a metrópole, pelo mar, não
65
fugiu a esta situação. A mudança só veio na segunda metade do século XIX, com as
Companhias de Comércio. A cidade de Belém então passa a viver um período de
prosperidade e se desenvolve com o avanço do século XIX, devido ao ciclo da
borracha. O uso de cúpulas foi integrado a algumas edificações. Uma das
construções ilustrativas do período eclético que possui cúpula é um pavilhão na
Praça da República, onde, em uma construção de estilo francês, há repuxos de
água, rochas artificiais e a exploração de luzes e vidros coloridos (Erro! Fonte de
referência não encontrada. ).
Foto 30 – Coreto da Praça da República, Belém.
Fonte: Disponível em <www.geocities.yahoo.com.br> Acesso em 23/03/2005.
O estado de Pernambuco, com a abertura dos portos brasileiros às nações
amigas no princípio do século XIX passou, devido à sua proximidade da Europa, a
receber influência direta, agora sem a intermediação de Portugal. A situação
geográfica do porto do Recife sempre foi um fator decisivo para as influências
culturais de além-mar, no século XIX, mas também um portão aberto para
profissionais como artistas, arquitetos e engenheiros trazerem contribuições em
várias áreas. Com a introdução dos engenhos a vapor, a cidade de Recife avançou
muito no campo da arquitetura e urbanização. Há vários tipos de construções com
tendências diferentes pertencentes a este período. Muitos arquitetos retomaram o
uso das cúpulas em seus projetos. Cabe destacar a Igreja de Nossa Senhora da
Penha no bairro de São José (Erro! Fonte de referência não encontrada. ).
66
Foto 31 – Interior da Igreja de Nossa Senhora da Penha, Recife.
Fonte: Rodrigo, 2005.
Segundo FABRIS (1987, p. 186), a igreja é classificada com o estilo da Igreja
de Coríntio. A construção dessa igreja foi iniciada pelos frades capuchinhos em 1870
e finalizada vinte e dois anos depois. A igreja tem uma planta em cruz latina, três
naves e uma cúpula que domina a composição.
Considerado pelos historiadores como um dos mais grandiosos edifícios de
Recife, a Faculdade de Direito é um monumento à arquitetura eclética (Erro! Fonte
de referência não encontrada. ). O edifício ocupa uma área de 83,0 metros
quadrados e fica numa praça vasta e arborizada.
Foto 32 – Fachada da Faculdade de Direito.
Fonte: Disponível em <www.ufpe.br/direito> Acesso em 26/3/2005.
A construção impressiona pelo projeto majestoso e de grande impacto para a
época. O edifício tem sua estrutura portante constituída por grossas paredes de
67
alvenaria e todos os seus pisos e cobertura são suportados por estruturas de ferro. A
cúpula tem seção octogonal.
Outro edifício de grande porte construído em Recife foi o Palácio da Justiça.
Sua construção foi iniciada em 1924 e concluída em 1930. Desde o primeiro projeto,
que data de 1917, muitas modificações foram realizadas até o início da execução do
mesmo (Erro! Fonte de referência não encontrada. ).
Foto 33 – Palácio da Justiça, Recife. Fonte: Disponível em <www.tjpe.gov.br/judiciario> Acesso em 14/01/2005.
A edificação reflete o período de poder político na cidade de Recife. O projeto
final foi realizado pelo arquiteto italiano Giacomo Palumbo e sua pretensão na
arquitetura do prédio era a monumentalidade, com grandes dimensões, coroando-o
com uma cúpula central de altura arrojada, com seu cume a 50 metros acima do
solo. Entretanto, o projeto foi modificado pouco antes da execução da mesma.
Segundo MENEZES (2002, p.45), a cúpula teria uma seção otogenal, porém as
modificações da seção para a forma quadrada, dando-lhe maior massa, e a
diminuição da altura, que baixou para 45 metros, vieram contribuir para melhorar o
aspecto estético da construção e acesso, já que o projeto original não previa tal uso.
Assentada na estrutura principal, a base quadrangular, que assume um lugar de um
“tambor”, sustenta uma forte armação de concreto e ferro, em traços suaves de
“meia-volta”.
68
Foto 34 – Palácio da Justiça em construção.
Fonte: MENEZES (2002), pg.71.
Segundo MENEZES (2002, p.76), a cúpula do Palácio da Justiça é a maior do
Brasil, tendo 17 metros de lado, com a forma quadrada, e 14 metros de altura.
Atingindo o nível da base da cúpula, os pilastrões curvam-se em grandes arcos de
quatorze metros de raio e reúnem-se dez metros acima, num quadrado de 9x9
metros. Acima desse quadrado, nasce o vigamento da parte final, formando a
grande sanca externa e terminando por uma placa à feição de coberta de quatro
águas. Ainda os pilastrões são reunidos por três vigas de cintura igualmente
distanciadas; entre essas existem as nervuras secundárias obedecendo a mesma
curva dos grandes arcos, e dispostas em planos verticais, espaçados de 1,5 metros
eixo a eixo. Sobre estas nervuras foram estendidas as telas metálicas que,
revestidas depois com argamassa de cimento, constituem as paredes com 8
centímetros de espessura.
Na região sul do Brasil, aconteceram muitos eventos políticos, guerras,
revoltas. Porém, a sociedade avançou e construiu o patrimônio histórico influenciado
por culturas européias trazidas por imigrantes alemães, italianos e outros. O Rio
Grande do Sul se manteve um pouco independente das decisões nacionais, porém,
no fim do século XVIII e início do século XIX, a arquitetura seguiu as correntes do
país. No período eclético houve um exercício da corrente francesa do historicismo,
pois por formação os arquitetos tinham a base nas rigorosas academias européias.
Na realidade, houve uma junção da visão influenciada por imigrantes e uma
perspectiva da visão local brasileira. Através do levantamento de edificações
69
observou-se um número reduzido do uso de cúpulas. No entanto, deve-se destacar
prédios como a Matriz de São Sebastião de Bagé (Erro! Fonte de referência não
encontrada. ), refletindo o uso de cúpulas em forma de bulbo nas torres constituídas
de cobre, característica das igrejas ortodoxas russas, ucranianas e romenas.
Foto 35 - Matriz de São Sebastião de Bagé, RG.
Fonte: Disponível em <www.bage.rs.gov.br/pmb_turismo.php> Acesso em 26/01/2005.
Um outro prédio importante na arquitetura gaúcha é a antiga Delegacia Fiscal,
atual Museu de Arte do Rio Grande do Sul. Construído em 1913, no Centro Histórico
de Porto Alegre, possui uma cúpula que marca o perfil da cidade (Erro! Fonte de
referência não encontrada. ).
Foto 36 – Museu de Arte do Rio Grande do Sul
Fonte: Disponível em <www.terragaucha.com.br/imagens> Acesso em 12/02/2005.
Segundo FABRIS (1987, p.71), o estado de São Paulo era comparado a uma
ilha isolada das regiões culturais do Brasil e só conseguiu maior desenvolvimento,
inclusive urbanístico, no fim do século XVIII. São Paulo assumiu sua liderança como
70
centro político e econômico, após o plantio de café suplantar a cana e com a
instalação da estrada de ferro pelos ingleses, em 1867. Desde então, a cidade se
tornou passagem obrigatória do café e da riqueza. Com o desenvolvimento através
das ferrovias, base financeira e crescimento demográfico causado pelos imigrantes,
o estado estava pronto para receber o ecletismo com grandes empreendimentos. A
taipa usada em grande parte das construções foi substituída pelo tijolo e os projetos
receberam grande influência francesa. Um exemplo significativo do ecletismo e do
uso de cúpula é a Catedral da Sé em São Paulo (Erro! Fonte de referência não
encontrada. ), em 1912. A Catedral tem estilo gótico e uma das maiores cúpulas do
país (Erro! Fonte de referência não encontrada. ).
Foto 37- Cúpula da Catedral de São Paulo em
construção
Foto 38 – Catedral atualmente
Fonte: Disponível em < www.abril.com.br/especial450/materias/catedral> Acesso em 25/03/2005.
De todos os acontecimentos históricos a partir da segunda metade do século
XVIII, nenhuma cidade foi tão transformada e remodelada quanto o Rio de Janeiro.
A cidade é um acúmulo de camadas históricas e foi palco de grandes
transformações políticas, como a passagem do Império para a República. A
diversidade de pessoas e culturas foi renovadora na perspectiva urbana. A
arquitetura eclética interpreta e acentua essa diversidade e possibilita o encontro de
culturas separadas por oceanos. Segundo CZAJKOWSKI (2000, p. 8), a partir de
1870 o estilo eclético se afirma, alterando a ornamentação e o detalhamento do
71
projeto neoclássico. Com a República, o estilo eclético assumiu a hegemonia do
gosto oficial. A República e o ecletismo se afirmaram de forma arquitetônica e
urbanística através das intervenções do Prefeito Pereira Passos de 1903 a 1906 e a
Exposição Comemorativa do Centenário da Abertura dos Portos, em 1908. As
modificações ocorridas na cidade tinham por função apresentar um Rio de novos
tempos, expressando modernidade européia, desenvolvimento econômico e social,
bem como condições comerciais favoráveis e segurança. Entretanto, houve atitudes
drásticas de modernidade, pois uma grande parte do conjunto de prédios, que
refletia a participação da cidade na história, foi demolida para a construção de
grandes avenidas. A quantidade de obras no período tem um vulto surpreendente,
porém a perda do patrimônio cultural é inestimável. Atualmente, muitos dos prédios
do período ainda podem ser contemplados em uma caminhada no centro do Rio.
Como o objetivo deste trabalho é estudar casos na diversidade das cúpulas
existentes na cidade, a maior parte dos prédios será descrita em um item à frente.
Prédios com cúpulas representantes do período eclético no Rio podem ser
enumerados como:
� Teatro Municipal do Rio de Janeiro, construção 1905 – 1909, com sua
arquitetura dramática pontuada com o conjunto de três cúpulas e a águia;
� Museu Nacional de Belas Artes, construção 1905 – 1910, projeto o modelo da
École de Beaux-Arts de Paris;
� Biblioteca Nacional, construção 1905 – 1910, um dos edifícios representantes
da remodelação urbanística da cidade;
� Instituto Oswaldo Cruz, construção 1904 – 1918, com um aspecto pitoresco e
localização sobre uma colina, o palácio é o principal edifício neomourisco da
cidade.
Pesquisando e analisando essa variedade de prédios com cúpulas
pertencentes aos períodos neoclássico e eclético, muitos ainda presentes na cidade,
esta dissertação apresenta no próximo item uma descrição mais criteriosa destas
edificações, juntamente com o acervo fotográfico.
72
73
2.6.1 As diversas cúpulas em edificações no Rio de Janeiro
Como foi citado, a cidade do Rio de Janeiro foi o cenário dos principais
acontecimentos políticos, sociais e econômicos ocorridos no país, principalmente, a
partir do século XIX. Como capital do Brasil, assistiu e sofreu as mudanças que
chegavam com governos e influências externas. A cidade é o produto de culturas e
acontecimentos, de permanência e renovação, refletindo a pluralidade local.
A cidade do Rio de Janeiro possui um vasto acervo de edificações com
cúpulas e, por esse motivo, segue-se um levantamento das edificações mais
representativas, bem como estudos de casos pertencentes à cidade, os quais serão
citados em outro capítulo. Os dados dos levantamentos e as fotos a seguir foram
pesquisados no Guia da Arquitetura no Rio de Janeiro, segundo CZAJKOWSKI
(2000).
� Igreja de Nossa Senhora da Conceição e Boa-Morte
Construção: 1735.
Reformas: Séc. XIX e 1835-1853.
A edificação destaca-se pela complexidade de seu espaço interno com três naves que simulam a ocorrência de transepto e pela existência de uma cúpula octogonal. Junto à cúpula conjugam-se abóbadas de berço executadas em alvenaria, revelando um distanciamento do tradicional de nave única retangular.
74
� Igreja de Nossa Senhora Mãe dos Homens
Construção: 1758-1803.
Reformas: 1848, 1856 e 1861.
A edificação é o último exemplo de planta octogonal do período colonial. Associam em sua composição elementos característicos das igrejas de nave retangular, como a fachada plana de corpo central ladeado por torres e corredores laterais. A sua nave é coberta por cúpula com quatro lunetas.
� Igreja de Nossa Senhora da Candelária
Construção: 1775-1898.
A construção, iniciada no final do século XVIII, só foi concluída no século seguinte e por isso apresenta alguns elementos próprios do século XIX conjugados com os do projeto original, setecentista. O projeto original com nave única foi alterado para três naves com transepto, formando uma cruz latina. No cruzamento do transepto com a nave central ergue-se uma cúpula de pedra sob pendentes, que, apesar de prevista no século XVIII, só foi concluída no final do século XIX.
� Igreja de Nossa Senhora da Lapa dos Mercadores
Construção: 1753
Reformas: 1869-1873 e 1897.
A igreja representa a diversidade de partidos arquitetônicos da primeira metade do século XVIII, com nave elíptica, teto em cúpula de alvenaria e grande elaboração dos interiores. A construção sofreu algumas alterações, porém a volumetria interna não foi alterada e conservou-se a transição de dinamismo interno.
75
� Centro Cultural Banco do Brasil
Construção: 1880-1906
O edifício foi concebido também para ser uma praça de Comércio e teve projeto inicial “classicizante”, mas sofreu sucessivas alterações. Possui uma cúpula com vidro apoiada em estrutura metálica.
� Casa França-Brasil
Construção: 1820
Um dos edifícios remanescentes da obra de Grandjean de Montigny no país e tratado como um marco da arquitetura nacional. Criado para abrigar a primeira Praça do Comércio (espécie de bolsa de valores) do Rio de Janeiro, o edifício teve vários outros usos. Inspirado nas basílicas cívicas romanas, o grande espaço demonstra a versatilidade do uso interno e a síntese de uma praça cercada por pórticos dóricos, com teto abobadado e uma cúpula no salão central.
� Teatro Municipal do Rio de Janeiro
Construção: 1905-1909
O Teatro Municipal é uma espécie de síntese e um dos melhores exemplos de projeto eclético republicano para a capital do Brasil. O prédio possui uma atmosfera dramática, representada pelo conjunto de três cúpulas arrematadas com globos iluminados de vidro e a grande águia de asas abertas.
76
� Museu Nacional de Belas Artes
Construção: 1906-1908
A Escola Nacional de Belas Artes, sucessora da antiga Academia Imperial de Belas Artes, foi executada conforme o modelo da École de Beaux-Arts de Paris. O projeto original sofreu modificações por interferências políticas com o intuito de seguir os novos padrões da República. Possui três cúpulas do tipo hiperbólicas, duas nas extremidades do prédio e uma maior no centro da planta.
� Biblioteca Nacional
Construção: 1905-1910
O prédio tem como estrutura uma caixa externa de alvenaria complementada internamente com ferro. O aspecto externo é classicizante e no interior a simetria domina os espaços. O centro do prédio é coberto por uma cúpula com vitral francês.
� Supremo Tribunal Federal
Construção: 1909
Projetado para ser o Palácio Arquiepiscopal, o prédio foi comprado pelo governo brasileiro que nele instalou o Supremo Tribunal Federal, com modificações na arquitetura: coroamento, acréscimo de mais um pavimento e cúpulas simétricas e interligadas.
77
� Estação das Barcas
Construção: 1906-1911
É um conjunto de três construções. O pavilhão mais recente é o central, composto, como os demais, num estilo misto que lembra os grandes palácios de exposição. Possui um coroamento com relevos bem profundos que mesclam motivos arquitetônicos e navais. Sobre o coroamento há uma grande cúpula com um perfil peculiar. Bulbosa, composta em gomos, tem estrutura interna de ferro.
� Palácio Tiradentes
Construção: 1922-1926
O Palácio Tiradentes lembra os epígonos do neogrego germânico. A composição sobre escadaria elevada tem ao centro colunata coríntia autônoma ladeada por corpos maciços. Os interiores são intensamente decorados, merecendo destaque a sala do plenário coberta com uma cúpula de vidro.
� Hospital da Cruz Vermelha
Construção: 1919-1923
O prédio destaca-se por sua fachada curva. No corpo central os quatro andares são tratados como duas alturas gigantes. Sobre o conjunto, o grande arco tinha mais destaque antes da modificação descaracterizadora do quinto andar. Atrás da escultura de cimento, no grande arco, está a cúpula com mirante.
78
� Instituto Nacional de Educação de Surdos
Construção: 1913-1915
Esta construção palaciana é composta pelo estilo renascentista francês com imponente cobertura abobadada em escamas metálicas.
� Instituto Oswaldo Cruz
Construção: 1904-1918
O prédio foi projetado com base nos toscos croquis do próprio Oswaldo Cruz. O Instituto de Manguinhos, como também é conhecido, é o principal edifício neomourisco do Rio de Janeiro, pela qualidade e profusão de seus materiais de revestimento. O prédio tem planta em forma de “H”, quatro pavimentos avarandados coroados por duas torres cilíndricas com cúpulas de cobre.
Segundo CZAJKOWSKI (2000, p. 131), o ecletismo percorreu, na arquitetura
do Rio de Janeiro, todas as nuances possíveis de aceitação: de última novidade
arquitetônica, com influências nacionais ou internacionais, até a recente reabilitação.
Entretanto, de seu período de apogeu e da imensa quantidade de construções,
muitos edifícios ecléticos importantes foram demolidos pela “necessidade”
remodeladora de urbanização da Cidade do Rio de Janeiro. O levantamento a seguir
destaca alguns dos edifícios com cúpulas desaparecidos de maior significação.
79
� Palácio Monroe
Construção:
O palácio Monroe (praça Floriano – Centro), demolido em 1976, foi projetado para ser o Pavilhão do Brasil, exposição internacional de Saint Louis, em 1904. Terminada a mostra, recebeu a medalha de ouro de arquitetura. Com sua arquitetura imponente, era um exemplar monumental com suas cúpulas em destaque. Durante anos abrigou o Senado Nacional e teve grande importância na representação da cidade.
� Pavilhão Mourisco
Construção:
O Pavilhão Mourisco, demolido na década de 1950, foi utilizado como um bar-restaurante. Sua estrutura era metálica, recoberta e revestida por mármores, ladrilhos e estuque. Caracterizava-se pela forma bulbosa de suas cinco cúpulas douradas, tão marcantes que Mourisco é, ainda hoje, a denominação do local onde se situava.
� Ministério da agricultura
Construção:
O prédio, demolido na década de 1980, era um exemplo oficial do estilo eclético com a anunciação do estilo neocolonial no Rio de Janeiro. A cúpula no centro da construção refletia um perfil altivo ao prédio.
A partir do estudo da curva, chegou-se ao modelo adotado para a aplicação
no software que usa o método dos elementos finitos.
207
Figura 83 – Vistas do modelo empregado.
No software que aplica o método dos elementos finitos, inicialmente foi feita
uma malha central para colocação dos sólidos em anéis representando as pedras.
Com a aplicação da curva e as medidas médias de um bloco, fez-se a revolução em
torno de um eixo e obteve-se a cúpula aproximada. O material foi aplicado com os
parâmetros adotados já citados. Foram aplicadas a força da gravidade e a carga que
atua na abertura da cúpula, originada do lanternim e ornamentos. Então obtém-se a
casca de revolução com todos os parâmetros aplicados. A cúpula recebeu apoios
internos e externos para aproximação da situação real, onde as cargas são
aplicadas diretamente no tambor. A seção transversal demonstra a distribuição das
pedras e a cúpula em corte (Figura 84).
208
Figura 84 – Seção transversal da cúpula.
Para concretizar a criação do modelo, haja vista as limitações do usuário, a
cúpula foi modificada para a criação da sua modelagem, pois a situação real do
estudo de caso, já citado no Capítulo 5, indicava que as pedras tinham juntas
desencontradas e, por isto, possibilita uma situação mais favorável à redistribuição
de tensões no caso de falha estrutural. Desta forma, a análise é aproximada e as
situações de danos devem ser observadas considerando o arranjo original estrutural
(Figura 85).
Figura 85 – Cúpula modelada – Modelo 1.
209
6.4 RESULTADOS OBTIDOS
Com a cúpula modelada com as pedras de Lioz, definidos os apoios e cargas
aplicadas, é possível fazer o estudo de tensões distribuídas na sua superfície e as
deformações decorrentes.
A partir do processamento do software e a observação da modelagem, quanto
à distribuição de tensões, verificou-se que o comportamento da cúpula segue os
estudos apresentados MONTOYA (1981), pois há um acúmulo de tensões de
compressão no bordo de abertura onde atua a carga do lanternim e ornamentos. Na
zona média há uma diminuição da rede de compressão, o que se deve à
deformação da cúpula com o peso próprio e as cargas externas aplicadas,
ocorrendo uma tendência natural à formação de uma área de tração, favorecendo o
movimento das pedras por atrito e possíveis fissuras horizontais seguindo as juntas,
como foi observado em alguns pontos na visita à cúpula da Igreja da Candelária. No
apoio há novamente uma concentração de tensões de compressão (Figura 86). As
tensões foram processadas e os seus resultados estão expostos em kN/m2.
Figura 86 – Distribuição de tensões ao longo da cúpula.
210
Os resultados obtidos foram analisados por comparação entre as diversas
situações propostas. Tais situações foram comparadas através dos diagramas de
tensões e da análise das deformações.
A primeira situação é a observação das deformações ou acomodamentos da
estrutura com cargas aplicadas, através da observação do plano onde se encontra a
seção transversal (Figura 87).
Figura 87 – Seções transversais.
Para uma aplicação do estudo de deterioração da estrutura, as próximas
situações estão simulando danos nas pedras e juntas do sistema estrutural da
cúpula.
Retiraram-se duas pedras sucessivas da mesma linha vertical para simular
uma deterioração do material dos blocos e assim verificar o comportamento da
redistribuição de tensões. Ressalta-se que esta situação também pode ser causada
por um erro de intervenção e lembra-se que a situação real da cúpula da Igreja da
Candelária possui juntas desencontradas, logo a simulação feita neste trabalho
propicia maior risco de danos.
A seção transversal demonstra a localização da retirada das pedras na zona
média da cúpula.
211
Figura 88 – Seção transversal - Retirada das pedras.
A situação global, entretanto, oferece uma visão do conjunto, observando a
localização dos blocos no arranjo estrutural (Figura 89).
Figura 89- Cúpula global - Retirada dos blocos.
Na Figura 90 pode se observar as deformações causadas por esta simulação
de danos e a redistribuição de tensões, através do estudo global da cúpula.
212
Figura 90 – Distribuição de tensões na simulação.
Observa-se que há uma redistribuição de tensões ao longo da abertura
ocasionada pela retirada dos blocos. No entanto, percebe-se que uma maior
variação ocorre no perímetro da situação crítica. Nota-se a presença de acúmulo de
tensões de compressão na direção horizontal onde os blocos que delimitam a
abertura sofrem sobrecarga do sistema de esforços. Na direção vertical, verifica-se a
presença de uma formação de uma área tração, devido à deformação do material
pelo descarregamento sem apoio.
A próxima situação de dano tenta representar a ocorrência de uma fissura na
junta dos blocos, seja por deterioração da argamassa, seja por deterioração do
bloco de pedra.
213
Figura 91 – Cúpula global – fissura.
Nesta situação, fica clara a forma como o material se acomoda e a
redistribuição de tensões encontra o caminho do sistema estrutural da cúpula
através da rede de esforços (Figura 91). Verifica-se também a resistência da cúpula
às deformações causadas, já que sua espessura e arranjo estrutural beneficiam o
arranjo de distribuições de esforços.
Com a fissura, observa-se a formação de uma área de acúmulo de tensões
de tração ao longo dos blocos com maior dano estrutural. Desta forma, nota-se a
quebra da ligação monolítica dos elementos da região deteriorada, possibilitando a
ação de agentes para possíveis deteriorações.
214
Figura 92 – Detalhe da fissura nas juntas dos blocos de pedra.
7 CONCLUSÕES E RECOMENDAÇÕES
Este trabalho faz uma proposta de análises e estudos direcionados a cúpulas
históricas e sua presença na arquitetura urbana. Conforme detalhado ao longo dos
capítulos, esta dissertação propõe uma ampliação de informações de cúpulas
antigas e suas respectivas características.
Ao final deste trabalho, é possível expor algumas considerações a respeito do
comportamento estrutural das cúpulas, seus respectivos sistemas construtivos, das
patologias mais freqüentes e das análises da modelagem computacional.
Essa dissertação busca elucidar e ampliar estudos sobre o patrimônio
histórico e cultural edificado, com especial ênfase no comportamento estrutural das
cúpulas históricas. A pesquisa bibliográfica por histórico arquitetônico e métodos
construtivos demonstrou a escassez de informação registrada para um estudo
detalhado com o objetivo de intervenções necessárias. Resgatar essas técnicas
construtivas é de suma importância para o crescimento do banco de dados nacional
na preservação do patrimônio edificado e contribui para promover a preservação
pelo usuário.
Compreender o funcionamento de um elemento arquitetônico com tipologias e
materiais aplicados de formas tão diferentes em sua estrutura, capaz de suportar os
seus próprios esforços e também as cargas de utilização, é um processo complexo
de busca e investigação sobre a melhor metodologia de análise para possível
restauro. Para melhor avaliar o grau de deterioração de uma determinada cúpula,
procurando caracterizar o nível de segurança estrutural em que se encontra,
procurou-se nesse trabalho analisar o comportamento estrutural com estudos
matemáticos e modelagens, buscando uma melhor definição para uma possível
intervenção, seja ela localizada ou global, e os procedimentos de segurança
216
necessários, como o escoramento da estrutura, a recuperação dos materiais
deteriorados ou apenas a adoção de medidas de limpeza e manutenção dos
acabamentos.
O estudo detalhado do comportamento da estrutura, com as variações de
materiais e técnicas construtivas, fornece subsídios à tomada de decisões por parte
dos profissionais envolvidos na restauração de bens imóveis, sejam arquitetos ou
engenheiros. As patologias mais freqüentes registradas neste trabalho fornecem um
maior número de informações para um levantamento e observação por um
profissional responsável por uma possível intervenção no imóvel.
As informações sobre cúpulas históricas buscaram aumentar o conhecimento
das cascas de revolução com diferentes formas e espessuras, verificando a
aplicabilidade das teorias das cascas e buscando respostas às questões de arranjos
estruturais presentes nos estudos de casos. Observou-se, com as visitas técnicas,
que as patologias e anomalias encontradas poderiam ser amenizadas se fosse feito
um sistema de manutenção para serviços de reparos a pequenos danos. Logo,
muitas restaurações poderiam ser evitadas com medidas preventivas.
A utilização da modelagem computacional favoreceu uma maior percepção
sobre os comportamentos estruturais citados ao longo do trabalho. Através das
situações de danos propostas foi possível constatar que o comportamento das
cúpulas históricas é beneficiado por seus arranjos estruturais, suas técnicas
construtivas e os materiais empregados. Entretanto, qualquer elemento de uma
construção necessita de uma manutenção preventiva para a preservação e
existência da construção.
Propõe-se um aprofundamento de pesquisa a partir desse trabalho, visto a
complexidade desse assunto e suas muitas vertentes. Ressalta-se a necessidade de
propostas de modelagens mais próximas do estudo de caso real e uma maior
dedicação ao estudo de comportamento estrutural com danos e patologias
encontrados nas cúpulas históricas. Da observação do patrimônio histórico no
decorrer do trabalho, verificou-se a necessidade de um plano de inserção do
indivíduo como parte da preservação. A educação sobre a importância do patrimônio
histórico nacional ultrapassa as vertentes políticas e compreende a cidadania de um
217
povo e seu contexto histórico. Observa-se que a evocação da cultura estimula a
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