80

Figura 130 - Estrutura de pipas duplicadas e paralelas

Figura 129 - Pipa plana de crianças

4 Design do protótipo da Cadeira de Rodas Tensegrity para testes de uso

4.1.

Design do protótipo da cadeira de rodas tensegrity

O escopo teórico da pesquisa sugere que as comprovações das

investigações sejam obtidas por meio de testes práticos com usuários

permanentes de cadeira de rodas. Nesse sentido foi criado o design do

protótipo para os testes e consequentemente um projeto que incluiu todas

as questões técnicas e integraram a estrutura tensegrity aos conceitos

ergonômicos, inerentes ao objeto em questão, a fim de proporcionar testes

com os usuários com segurança e apropriados para responder aos

questionamentos da pesquisa.

Na primeira fase da concepção da cadeira de rodas tensegrity foi

definido que o módulo tensegrity a ser utilizado seria o desenvolvido pelo

orientador na década de 1970 e que foi baseado nas pipas meteorológicas.

Tais pipas possuem as mesmas características de forma das que são

feitas para o entretenimento de crianças, que são chatas e planas e como

uma folha de papel e são estruturadas por lascas de hastes de bambu

unidas por linha de algodão. Essas pipas planas não formam um módulo

tensegrity, pois não possuem as características espaciais específicas. Para

facilitar o entendimento do processo de desenvolvimento do módulo

imaginem duplicadas das pipas posicionadas paralelamente, conforme

Figura 130.

81

Figura 131 - Estrutura de pipas inseridas num paralelepípedo

Figura 133 - Estrutura com haste transversal cabeada

A destacar, nenhuma das varas de bambu do módulo se tocam e são

todas independentemente posicionadas e aparentam estar flutuando. A

distância entre as pipas deve ser harmônica com o volume do todo e

principalmente não estar tão perto ou distante demais para o

enfraquecimento do sistema. Para facilitar o dimensionamento global, o

módulo tensegrity foi inserido em um cubo ou paralelepípedo imaginário

com as medidas máximas desejadas para que o limite das varas

assumisse os limites da forma quadrilátera.

No desenvolvimento do módulo uma haste transversal foi

introduzida entre as duas pipas para dar unidade à estrutura e foi

posicionada no centro gravitacional da estrutura.

Após o posicionamento das hastes toda a estrutura foi amarrada

por cabos para ganhar unidade e cada extremidade da vara de bambu

recebe quatro ligações diretas, conforme Figura 133.

Figura 132 - Estrutura tensegrity com haste transversal

82

Figura 136 - Estrutura tensegrity do designer Mário Seixas

Figura 134 - Módulo tensegrity prof. Ripper com medidas

O módulo original do Lild utilizado nessa pesquisa está inserido num

paralelepípedo que possui aproximadamente 70 cm de altura, por 35 cm

de largura e 35 cm de profundidade.

Figura 135 - Módulo tensegrity original do prof. Ripper

Esse módulo tensegrity também foi objeto de outros projetos do Lild

e possui algumas variações e aplicações distintas. O designer Mário

Seixas desenvolveu em seu projeto de graduação em design na PUC-Rio

uma barraca que utilizava uma versão muito parecida do módulo da

cadeira tensegrity, a principal diferença estrutural é a inclusão de duas

varas centrais de bambu. Essa segunda vara de bambu era fundamental

para os objetivos da aplicação desejada, que se tratava de uma barraca de

exposição de alimentos e para tal deveria sustentar uma mesa. A estrutura

ainda possuía uma cobertura de lona

83

Figura 138 - Barraca de estrutura tensegrity em uso - designer Mário Seixas

Figura 137 - Barraca de estrutura tensegrity - designer Mário Seixas

Existem outras versões mais simples do módulo tensegrity usado nessa

pesquisa que foram desenvolvidas pelo Lild, conforme Figura 139.

Figura 139 - Módulos tensegrity desenvolvidos pelo Lild

84

Figura 141 - Conjunto de uso e Rodas sem estrutura (quadro)

Figura 140 - Conjunto de uso

A partir desse módulo tensegrity foi idealizada a estrutura tensegrity

em bambu da cadeira de rodas da pesquisa. A estrutura de uma cadeira

de rodas é comumente chamada de quadro ou chassi e vai ser o suporte

estrutural para o conjunto do encosto/assento/apoio dos pés, que nessa

pesquisa foi denominado “conjunto de uso”, e que forma outra estrutura

desenvolvida em duralumínio e dentro dos parâmetros ergonômicos e de

usabilidade discorridos no capitulo 2. O conjunto de uso foi definido em

metal resistente para garantir a segurança do usuário nos testes e por não

se tratar do objeto principal de análise da pesquisa que está focado no

desenvolvimento e comportamento específico da estrutura tensegrity que

substitui o quadro ou chassis da cadeira de rodas.

Com o conjunto de uso pré-definido a tarefa é conceber o design da

cadeira tensegrity unindo as duas estruturas de forma que posição do

módulo tensegrity de referência se moldasse ao conjunto de uso

integrando as rodas traseiras e dianteiras utilizando o posicionamento das

próprias hastes do módulo tensegrity. Uma cadeira de rodas possui

padrões relacionais e dimensionais que devem ser observados como

distância entre as rodas traseiras e dianteiras; altura e largura do assento e

encosto, entre outros que foram discorridos no capitulo 2 na parte da

pesquisa aplicada do estudo do CVI. A definição do conjunto de uso

permitiu a analise espacial de onde e como o módulo tensegrity poderia

85

ser posicionado.

Figura 142 - Desenho técnico do conjunto de uso e rodas no padrão dimensional

O conjunto de uso teve como referência de usuário uma configuração

dimensional de homem ou mulher entre 1,60m e 1,70m. Sendo assim, o

módulo tensegrity foi projetado para ser acoplado e ajustado nesse padrão

dimensional.

A partir dessas definições o projeto se concentrou em definir uma

posição que coincidisse os pontos de fixação do conjunto de uso com as

hastes do módulo tensegrity, sendo que o tensegrity possibilita uma

infinidade de posições que podem ser vistas em três dimensões o que

dificulta a definição da posição ideal. Então, a primeira etapa foi analisar as

duas estruturas, tensegrity e conjunto de uso, e verificar as possíveis

coincidências das formas. A própria conformação do conjunto e

principalmente das rodas dianteiras, proporcionou o caminho a seguir. As

rodas dianteiras estão paralelamente posicionadas à frente da cadeira de

rodas e, o módulo tensegrity possui dois pares de hastes paralelas. A partir

dessa coincidência de configuração de ambas as estruturas, foram

tentadas uma série de posições para encontrar o posicionamento ideal.

Umas delas foi posicionar o módulo tensegrity horizontalmente de forma

que um par de hastes paralelas ficasse paralelo ao chão, conforme

indicado na Figura 143.

86

Figura 143 - Módulo tensegrity girado com hastes paralelas ao chão coincidentes com as rodas dianteiras

O posicionamento visto na figura anterior, não apenas definiu a

coincidência das hastes com as rodas dianteiras, mas evidenciou também

o posicionamento de encaixe do tensegrity com o conjunto de uso na parte

superior pela posição das outras duas hastes de bambu paralelas

coincidentes, conforme indicado na Figura 145.

Figura 144 - Coincidência da posição rodas dianteiras com as hastes paralelas

87

Figura 145 - Módulo tensegrity com coincidência das varas de bambu verticais com o conjunto de uso

Esse segundo posicionamento coincidente também evidenciou

outra possibilidade de coincidência no par de rodas traseiras com a última

haste de bambu que está transversalmente posicionada no módulo

tensegrity e com isso encerou com sucesso as dimensões e acoplagem

entre as estruturas do conjunto de uso com a do módulo tensegrity.

Figura 146 - Coincidência da posição da estrutura do assento com as hastes verticais

88

Figura 147 - Módulo tensegrity com encaixe da haste de bambu com as rodas traseiras

A partir da definição do posicionamento de todas as hastes de

bambu do módulo tensegrity faltava dimensioná-las com maior precisão

possível nos pontos de encaixe com o conjunto de uso para gerar medidas

reais para o desenvolvimento do modelo de testes. Cabe ressaltar que

todos esses testes de posicionamento foram realizados com desenhos

feitos à mão livre e somente a partir do sucesso no posicionamento o

modelo digital foi desenhado em aplicativo computacional 3D.

O processo de desenvolvimento da cadeira de rodas se concluiu utilizando

o aplicativo digital 3D que facilita o manuseio das formas que podem ser

observadas de qualquer ângulo que se deseje com ampliações de partes

para maiores detalhes.

Figura 149 - Conjunto de uso e módulo tensegrity posicionados

Figura 148 - Coincidência da posição das rodas traseiras com a haste transversal

89

Figura 151- Tensegrity com haste faceada a roda traseira

Figura 152 - Ajuste das hastes verticais para assumir simetria

O próximo passo foi realizar o dimensionamento das hastes de

bambu para ajuste ao conjunto de uso que possui medidas para usuários

com estatura entre 1,60 a 1,70, conforme Figura 150.

Figura 150 - Módulo tensegrity ajustado ao Conjunto de uso

O processo para acoplar os modelos foi concluído com o prolongamento

das hastes de bambu que estão paralelas ao solo no sentido das rodas

dianteiras e também no sentido oposto até facear (Fig. 151) com a roda

traseira e a fim de criar equilíbrio na forma por simetria, Figura 152.

A simetria do módulo tensegrity ajustado ficou coincidente ao centro de

gravidade do conjunto de uso, já que este foi desenvolvido dentro dos

padrões ergonômicos que prevê o equilíbrio do conjunto para evitar

tombamento da cadeira de rodas.

90

Figura 154 - Ajuste das hastes verticais para assumir simetria

Com as dimensões definidas das hastes foi iniciado o projeto das

conexões das mesmas e também dos pontos de fixação dos cabos

tensionados. Dependendo da função e da parte da cadeira de rodas, a ser

conectada nas extremidades das hastes de bambu, foi desenvolvida uma

conexão apropriada às necessidades e esforços de cada uma. Na conexão

das rodas traseiras o dimensionamento da cavidade de encaixe das hastes

teve a profundidade calculada de forma a evitar trepidação e desajustes

com o uso (Figura 153 - A). Para as hastes de suporte do conjunto de uso,

localizado abaixo do assento, o comprimento é o mesmo das rodas

traseiras e pelo mesmo motivo de desajustes com o uso (Figura 153 - B).

As conexões das hastes das rodas dianteiras são mais compridas, pois

servem também de suporte do apoio dos pés e necessitam uma área de

contato maior (Figura 153 - C).

Figura 153 - Conjunto de uso e tensegrity com conexões e cabos

91

O projeto da cadeira de rodas tensegrity está com o conjunto de uso e o

módulo tensegrity acoplados e ajustados, pronto para serem finalizados

com os itens de uso básicos como freios, apoio dos braços, lonas do

assento e encosto e a placa do apoio dos pés. O conjunto desenvolvido no

aplicativo digital 3D pode a partir desse momento do desenvolvimento

gerar desenhos técnicos detalhados de fabricação que vão dar subsídios à

confecção do gabarito do modelo de testes e do modelo de testes

propriamente dito.

Figura 155 - Design do protótipo da cadeira de rodas de estrutura tensegrity

Com a etapa concluída do acoplamento do módulo tensegrity ao

conjunto de uso, as peças de conexão que estão localizadas nas

extremidades das hastes de bambu puderam ser definidas. As conexões

também foram idealizadas no aplicativo 3D a partir da análise de

resistência mecânica disponibilizada pelos fabricantes dos tubos de aço.

As conexões (Fig. 156) são utilizadas para o encaixe das hastes de bambu

e também como ponto de fixação dos cabos de aço. No cabeamento foram

utilizadas outras ferragens como esticadores para os cabos de aço que

são necessários para o ajuste fino de precisão da tensão. No item 5.3 do

capítulo 5 é discorrido detalhadamente o processo de produção das

conexões e no item 5.4, do cabeamento e das ferragens utilizadas.

Figura 156 - Projetos das conexões com as presilhas do cabo de aço

92

Para definição da forma da conexão das hastes de bambu com os

cabos de aço da estrutura tensegrity foi estipulado que as conexões dos

bambus seriam de metal e tubulares e nesta também seriam fixadas as

presilhas dos cabos de aço, ou seja, cada conexão teria duas funções no

mínimo. Ressalta-se que a conexão para toda a estrutura tensegrity tem a

mesma função de comprimir as hastes de bambu, mas quando acoplada

com o conjunto de uso cada conexão adquire forma e função específica

dependendo da parte que está fixada e interagindo entre as estruturas

tensegrity e do conjunto de uso. A diferença de posição e função das

conexões desenvolvida no aplicativo 3D pode ser observada na sequência

de imagens abaixo com atenção especial nas extremidades das hastes

que possuem pontos coincidentes entre o conjunto de uso e o módulo

tensegrity ou são interfases de ligação entre as rodas traseiras e

dianteiras.

Figura 157 - Estrutura tensegrity com as conexões nas extremidades das hastes de bambu e indicação de encaixe ao conjunto de uso

A Figura 158 apresenta do desenvolvimento do projeto para o

dimensionamento das conexões das extremidades das hastes de bambu

da estrutura tensegrity que não possuem encaixe com o conjunto de uso.

Figura 158 - Conexões nas extremidades das hastes de bambu que não possuem encaixe ao conjunto de uso e presilhas do cabo de aço na base e borda

93

Figura 161 - Acoplamentos da estrutura tensegrity, rodas dianteiras; parte inferior do conjunto de uso e presilhas do cabo de aço

Figura 162 - Projeto das presilhas do cabo de aço na conexão

Figura 160 - Encaixe da estrutura tensegrity com o eixo rodas traseiras com presilhas do cabo de aço na borda

Figura 159 - Encaixe superior da estrutura tensegrity com o conjunto de uso com presilhas do cabo de aço na borda

A posição das presilhas dos cabos de aço da conexão foi definida pela

distância entre uma conexão e outra, isso para manter o cabeamento mais

simétrico possível. Isso ficou evidente no momento da montagem final do

modelo de teste quando o kit de cabeamento, composto de esticador,

mosquetão e espaço para o laço do cabo de aço e travas de ambas as

extremidades do cabo, foi montado. Para solucionar esse problema foi

projetado dois tipos de conexões, uma com as presilhas do cabo de aço na

base e outra na borda.

O emprego de uma ou outra depende da distância do cabeamento

entre as conexões, caso o kit do cabeamento seja maior que a distância

entre as conexões, a opção com presilha na base é usada, já que aumenta

a distância. Essa opção só foi usada nas condições de falta de espaço,

pois a opção com as presilhas na borda gera um momento de força menor

quando a convergência dos cabos coincide no espaço físico da própria

conexão (Fig. 163). Isso não significa que a opção com presilhas na base

não possa ser usada, pois todas as peças foram superdimensionadas no

projeto para evitar qualquer ruptura.

94

Figura 164 - Kit do cabeamento esticador, cabo de aço, travas e mosquetão

Figura 163 - Ponto de convergência da força dos cabos de aço dentro da conexão

Figura 165 - Ponto de convergência da força dos cabos de aço fora da conexão

O encaixe das hastes de bambu com as conexões não necessitam

de nenhum tipo de fixação extra como parafusos ou pinos trava devido as

hastes estarem comprimidas pelos cabos que as mantêm fixas e agem

como travas. Contudo, como os bambus são produtos naturais, possuem

variação no diâmetro por serem cônicos em sua forma original e também

por não ser possível retificá-los ou torneá-los para igualar o diâmetro em

toda a haste, é necessário criar uma luva ou bucha para que se encaixem

95

Figura 166 - Conexão com embuchamento de linha grossa de algodão

sem folga nas conexões para evitar trepidações e manter o conjunto todo

ajustado. O material utilizado comumente que não agride o bambu e de

custo benefício baixo é a linha grossa de algodão, chamada também de

barbante, que possui características perfeitas para tal função. O barbante

foi enrolado na extremidade da haste e dependendo do seu diâmetro

podem ser adicionadas várias camadas do barbante para que as hastes

fiquem fixadas bem justas nas conexões. Ao final, foi necessário

acrescentar uma camada de resina para proteção do barbante. Concluído

o design pôde ser iniciada a etapa da análise mecânica da estrutura.

4.3.

Definição dos materiais

Conforme mencionado no item 4.1, pode existir diferença na forma e

nos materiais utilizados entre o modelo idealizado no aplicativo 3D e o que

foi efetivamente produzido para o modelo de testes, que visa

prioritariamente realizar estudos mecânicos e de usabilidade. Essas

diferenças são justificadas, pois o objetivo do modelo de testes é

proporcionar a análise volumétrica e verificação dos resultados funcionais

e se ambos estão dentro dos padrões ergonômicos estabelecidos no

projeto, e se for necessário, empregar ítens e materiais não previstos no

projeto inicial. Portanto, o conceito idealizado no design da forma pode ser

adaptado para se chegar mais rapidamente às conclusões objetivadas.

Para facilitar o entendimento será discorrido inicialmente o processo de

projetação dos materiais que foram desenhados no aplicativo 3D e no

decorrer das explicações serão pontuadas as diferenças entre os modelos

ideal e físico.

96

Figura 167 - Comparação do projeto e do modelo de testes da Cadeira de rodas tensegrity

O projeto como um todo pode ser definido por três pontos de vista

que formam o tripé teórico - cadeira de rodas, tensegrity e bambu - que

materializam o projeto dando contornos práticos a pesquisa. Existem para

cada um deles aplicações e materiais específicos, por exemplo, as

cadeiras de rodas são comumente produzidas em metal, que pode ser de

aço-carbono, alumínio ou fibra de carbono. Os demais itens como freios,

batentes e rodas seguem a mesma linha do material base escolhido. Com

relação à construção de um tensegrity cada pesquisador utiliza o material

que domina ou mais lhe interessa, mas os mais usuais são os metais leves

e os naturais como madeira e bambu. Estes dois últimos materiais são

mais leves e por isso os que mais se integram à concepção do tensegrity,

onde se objetiva a otimização e aproveitamento total do sistema de forças

gerado e, quanto menor peso melhor.

Como o objetivo da pesquisa é desvendar as possibilidades e

situações do tensegrity aplicado a um produto, que neste caso é uma

cadeira de rodas, foi priorizada a segurança do usuário e

consequentemente o conjunto de uso. O conjunto são os elementos que o

usuário interage diretamente como encosto, assento e apoio dos pés e por

isso foram desenvolvidos por uma tecnologia já conhecida para minimizar

possíveis problemas de uso nos testes práticos e, assim, focar nas

reações mecânicas do tensegrity quando aplicado à cadeira de rodas.

Nesse sentido, foi utilizado um conjunto de uso produzido em duralumínio,

que possui menor peso específico de massa que o aço, porém mais

resistente e que está dentro dos padrões ergonômicos apropriados a um

público com estatura entre 1,60 m e 1,70 m com no máximo 100 kg de

peso.

97

Figura 169 - Conjunto de uso do modelo de teste em duralumínio

Figura 168 - Projeto do conjunto de uso

Um dos materiais que já estava intrinsecamente definido é o bambu, por

fazer parte do tripé estrutural da pesquisa e sua aplicação é dada na

estrutura tensegrity por se um material com diversas qualidades estruturais

e sociais. Some-se a isso, a vasta experiência de anos de aplicação e

utilização em pesquisas de estruturas tensegrity pelo LILD/PUC-Rio desde

a década de 1970.

Cabe ressaltar ainda que a utilização do bambu aliado ao tensegrity está

descrita como item fundamental da metodologia adotada na introdução da

pesquisa em sua justificativa, hipótese, e nos objetivos a serem

alcançados.

Para as conexões, que são os terminais de cada haste de bambu, o

material utilizado foi o tubo cilíndrico de aço-carbono que é facilmente

encontrado comercialmente e permite transformações físicas, como corte e

furação e, de adição, como soldas. As conexões possuem a função de

compressão das hastes de bambu por cabos e, consequentemente, as

presilhas dos cabos de aço devem estar localizadas nelas. As presilhas

dos cabos são de aço-carbono e estão fixadas por solda nas conexões e

possuem espessura um pouco maior que as das paredes do tubo das

conexões, nesse caso o tubo fica fraco na ligação da presilha conexões,

por estas exercerem uma grande resistência pela tensão aplicada aos

cabos de aço.

98

Figura 171 - Tubos cilíndricos de aço-carbono das conexões

Figura 170 - Presilhas do cabo de aço soldadas na conexão

4.3.1.

Vantagens na escolha e utilização do bambu

Para que se tenha noção das vantagens da aplicação do bambu

em relação ao aço, por exemplo, o bambu apresenta uma resistência à

tração versus peso específico 2,77 vezes a mais que a do aço, conforme

informado na tabela abaixo.

Tabela 2 - Relação resistência à tração X peso específico. Fonte: Ghavami (1992)

Uma comparação baseada na energia de produção por unidade de tensão

para materiais de construção mostra uma diferença ainda maior chegando

a cinquenta vezes, conforme mostra tabela abaixo.

Tabela 3 - Relação energia de produção por unidade de tensão. Fonte: Ghavami (1992)

99

Figura 174 - Ambiente de bambu - http://www.mundodastribos.com/sofas-de-bambu-modelos.html

Figura 172 - Pisos laminados de bambu - http://anna-persia.blogspot.com.br

Figura 173 - Variedades de bambu - http://www.plantaornamental.com

O bambu é uma planta tropical renovável que possui um ciclo anual

de reprodução sem a necessidade de replantio, além de ser o recurso

natural que se renova em menor intervalo de tempo, não havendo

nenhuma outra espécie de planta florestal que possa se equiparar em

velocidade de crescimento e de aproveitamento por área de plantio. Por

essas características o bambu é um grande potencial agrícola e que

consequentemente se apresenta também com grande potencial de

aplicação em larga escala pela insdústria. Além de ser um eficiente fixador

de carbono, apresenta excelentes características físicas, químicas e

mecânicas.

O bambu possui caules lenhificados utilizados na fabricação de

diversos objetos como instrumentos musicais, móveis, cestos e até na

construção civil, onde é utilizado em construções de edifícios à prova de

terremotos. Também é possível produzir a partir desta gramínea, a fibra de

bambu. Uma matéria vegetal assim como o algodão ou o linho, o bambu

tem em seu favor alguns trunfos suplementares. A sua fibra, extraída de

uma pasta celulósica, se caracteriza por sua característica homogênea e

pesada, pois ela não amassa e seu aspecto suave e reluzente, parecidos

com os da seda. Sobretudo, ela possui virtudes respiratórias e anti-

bacterianas. Bambu é o nome que se dá às plantas da sub-família

Bambusoideae, uma da família das gramíneas Poaceae ou Gramineae.

Essa sub-família se subdivide em duas, a Bambuseae, os bambus

chamados de lenhosos e, a Olyrae os bambus chamados herbáceos.

100

Segundo Farrelly (1984), existem mais de mil e oitocentas

aplicações conhecidas para o bambu e destaca que a partir dos anos 1980

se intensificou o uso do bambu em diversas áreas industriais,

principalmente na produção de alimentos. Mas, sua aplicação se estendeu

na fabricação de papel e produtos à base de bambu processado como

“madeira” de bambu que substitui a madeira de árvores e evita o corte e o

uso predatório de florestas. Nesse viés, destaca-se sua aplicação como

como carvão, carvão ativado, palitos, chapas de aglomerados, chapas de

fibra orientada (OSB), chapas entrelaçadas para uso em fôrmas para

concreto (compensado de bambu), painéis, produtos à base de bambu

laminado colado (tais como pisos, forros, lambris), esteiras, compósitos,

componentes para construção e habitação na indústria moveleira.

A vantagem do uso do bambu nos processos produtivos está em

sua própria essência. Por ser uma gramínea o bambu necessita da retirada

do caule antigo para o nascimento dos caules jovens na renovação da

touceira. O procedimento de retirada dos caules de bambu também limpa o

entorno da touceira facilitando o ciclo de renovação. Tal renovação, que é

essencial no ciclo de vida do bambu, pode ser a alternativa sustentável na

substituição de matérias como a madeira, metais e plásticos utilizados em

larga escala na industrialização e no desenvolvimento de projetos de

produto. Esses materiais exigem enormes esforços na gestão de seus

descartes e, principalmente, nos seus processos produtivos que exige

grandes gastos energéticos. Nesse caso, a substituição destes materiais

por bambu pode ser a solução das questões de poluição ambiental e no

melhor aproveitamento energético.

Figura 175 - Touceira de bambu sem limpeza e aproveitamento - do Autor

101

Figura 179 - Touceira limpa - do Autor

Figura 176 - Limpeza da touceira de bambu - do Autor

Figura 178 - Caules jovens na touceira limpa - do Autor

Figura 177 - Mudas de bambu -do Autor

4.3.2.

Espécie do bambu utilizado e técnicas empregadas

A espécie de bambu empregada na pesquisa para a estrutura do

módulo tensegrity é o Phyllostachys aurea que é nativo da China e no

Brasil é conhecido como bambu-mirim. É um produto considerado exótico

e suas aplicações se estendem em interiores e no paisagismo. Por suas

características peculiares no Brasil é muito usado em cercas vivas de

médio porte, pois fica bem cheio. Quando podados, os galhos e folhas se

adensam, formando uma densa parede. É bastante utilizado em cercas,

perto de muros em casas e condomínios para criar uma barreira acústica,

e também contra o vento e poeira. Seu crescimento é muito rápido e com 6

meses atinge o comprimento máximo, chegando a 9 m de altura e 5,5 cm

de diâmetro. Essa espécie se adapta melhor em climas temperados com

cerca de 20º C, mas é cultivada no Brasil que tem temperaturas maiores e

clima tropical. Por isso está sujeito a ser contaminado por fungos e

atacado por pequenas lagartas que se alimentam e vivem no interior do

bambu que é mais macio e possui características físicas apropriadas para

disseminação dessas pragas. É utilizado para estruturas e varas de pescar

que exige muita resistência e maleabilidade, aliás, essas são suas

principais qualidades mecânicas.

102

Figura 180 - Bambu - mirim ou Phyllostachys aurea - do Autor

Figura 181 - Lagarta atacando o interior do Bambu Phyllostachys aurea - do Autor

Figura 182 - Divisões e nós do bambu Phyllostachys aurea - do autor

Umas das características físicas mais e importantes na escolha do

bambu na estrutura tensegrity da cadeira de rodas é por este aliar alta

resistência a pouco peso. O bambu por ser oco por dentro é leve e

maleável, inclusive se assemelhando com os ossos humanos e os seus

nós têm a função de dividir e delimitar o comprimento das fibras do caule

aumentando sua resistência. Com as divisões os bambus ganham muita

resistência, pois se as fibras fossem sem interrupções desde a raiz até o

topo o caule perderia resistência e poderia se dobrar facilmente perdendo.

A espécie Phyllostachys aurea possui todas essas características citadas

como resistência, tamanho, diâmetro e abundância no Brasil.

A técnica empregada na utilização do Phyllostachys aurea na

estrutura tensegrity se dividiu entre escolher um grupo de varas com o

diâmetro mais uniforme possível e a utilização de um padrão de

manipulação que não agredisse as propriedades físicas do bambu para

usufruir ao máximo de suas qualidades e desempenho mecânico. As varas

de bambu possuem necessariamente diâmetros distintos nas

extremidades. Na base o diâmetro é sempre maior e vai diminuindo

conforme vai se chegando ao topo. Essa propriedade não é ideal para

projetos que necessitam de encaixes precisos e confecções de peças

padronizadas. Mas isso foi minimizado na escolha das varas com o maior

103

Figura 183 - Variação diametral – do Autor

Figura 184 - Corte na borda do Bambu – do Autor

tamanho possível e o aproveitamento de um segmento central onde os

diâmetros não variam tanto a ponto de inviabilizar o encaixe. Para resolver

a questão dessa variação de diâmetro foi utilizada a técnica com uso de

fios de algodão grosso enrolados nas extremidades para o ajuste do

encaixe. O diâmetro definido foi de 3 cm para que houvesse uma margem

de folga para o procedimento de encaixe na conexão de metal. Esse

procedimento está detalhado no penúltimo paragrafo do item 4.1.

Com relação à manipulação para corte do Phyllostachys aurea foi

utilizada a técnica que enrola uma fita adesiva no ponto de corte para

evitar o efeito de mastigação com a criação de pequenas lascas na borda

que podem criar um ponto inicial de descolamento das fibras e

consequentemente o enfraquecimento e quebra das extremidades. O corte

foi feito com serra de fita com giro rápido e lâmina fina de aço que realiza

um corte retilíneo e preciso. Após o corte as bordas foram levemente

lixadas/torneadas que facilita o encaixe na conexão tubular metálica, além

de evitar o descolamento das fibras. No projeto não foi previsto nenhuma

furação nas hastes de bambu, pois as furações interrompem as fibras do

bambu e geram um ponto de ruptura enfraquecendo a estrutura e por isso

foram evitadas, tanto no projeto quanto na manipulação.

Para proteção superficial foi aplicada uma leve camada de resina

que protege o bambu de pequenos arranhões na montagem, evita o

aparecimento de focos de fungos e dificulta que pequenos insetos

perfurem a camada superficial, criam ninhos e se desenvolvam no interior

deteriorando as fibras.

104

Figura 185 - Segmento de bambu com camada protetora superficial – do Autor

Todas essas técnicas citadas no projeto desde a escolha do bambu e

de sua manipulação são procedimentos adotados pelo LILD-PUC-Rio que

realiza pesquisas e construções com grandes estruturas tensegrity que são

expostas ao relento e sujeitas às intempéries. É possível citar algumas

dessas pesquisas que foram realizadas por alunos de mestrado e

doutorado ligados ao LILD que utilizaram essas técnicas, bem como,

desenvolveram outras técnicas peculiares aos seus projetos. Cabem

serem ressaltadas as pesquisas de mestrado de Mario Augusto Seixas

(2009) e Marcelo Fonseca e Silva (2010) e dos doutorados de Luis

Eustáquio Moreira (1998), Roberto Verschleisser (2008), Daniel Malaguti

Campos (2013) e Lucas Ripper (2015). Todas versam no tema de

estruturas tensionadas (tensegrity) e contribuíram no balizamento técnico e

teórico nos procedimentos adotados na manipulação do bambu dessa

pesquisa.

O bambu cru, ou seja, natural, sem nenhum tratamento superficial é

visualmente atrativo e denota uma aparência rústica, mas é suceptível a

ataques de fungos e larvas que o destroem rapidamente, principalmente

em climas tropicais. Para resolver essas questões que podem inviabilizar

sua aplicação, o bambu pode receber tratamentos superficiais de

impermeabilização, que também produzem uma diversidade visual e

diferentes aspetos e aparências.

105

Figura 187 - Bambu cru ou natural sem tratamento - do Autor

As possibilidades são muitas: o bambu pode ser tratado com produtos que

apenas o proteja do tempo como resinas e vernizes, que aumentam a

durabilidade e dão uma aparência fosca ou brilhante que sobressaem as

qualidades visuais do bambu.

Figura 188 - Tratamento superficial com resina (esq.) e betume (dir.) - do Autor

Outro tratamento superficial utilizado se dá com o emprego de produtos,

que reforçam os aspectos visuais, ou seja, os veios, nós e desenhos

naturais das fibras, um deles é o betume, que escurece o bambu na cor

marrom dando uma aparência de madeira envelhecida.

Figura 189 - Tratamento superficial: Doutorado de Arisio Rabin, PUC-Rio 2015

106

Além dessas opções, o bambu pode ser pintado com tintas naturais e até

automotivas e ter a aparência de metais e madeiras. Nessa técnica ainda

podem ser revestidos com rezinas e vernizes que aumentam o brilho e

enfatizam o aspecto visual.

Figura 190 - Tintas naturais de tratamento superficial: Doutorado de Arisio Rabin, PUC-Rio 2015

Com esse tipo de revestimento superficial o bambu se assemelha aos

produtos industrializados como a madeira, alumínio, plásticos e metais.

Podemos chegar a essa conclusão observando as investigações de Rabin

(2015). Os resultados visuais são impressionantes e porporcionam a

criação de inumeras opções de padrões em design e inúmeras

combinações de cores.

Figura 191 - Detalhe: Doutorado de Arisio Rabin, PUC-Rio 2015

107

Assim, além das propriedades mecânicas e naturais o bambu pode

substituir os materiais disseminados no mercado como uma opção de

design dos produtos.

Figura 192 - Padrões de design e cores nos bambus: Doutorado de Arisio Rabin, PUC-Rio 2015

No capítulo 7, das cosiderações finais, como desdobramentos

serão apresentadas algumas opções de design conceitual com variações

da cadeira tensegrity com tratamentos superficiais em bambu, além de

outras combinações de materiais.