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.