Jewel Changi Airport: conheça o sistema estrutural do incrível aeroporto de Singapura

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No início do mês de agosto, a premiação Skytrax World Airport Awards, considerada o “oscar” dos aeroportos, anunciou os nomes dos melhores aeroportos do mundo no ano de 2021.

No topo da lista está o Aeroporto Internacional de Hamad, que serve a cidade Doha, no Qatar, e será a porta de entrada para a Copa do Mundo de 2022.

Em segundo lugar aparece o aeroporto de Haneda, no Japão, que serve a cidade de Tóquio. O local é famoso por seus terminais modernos e por seus altíssimos padrões de limpeza.

Em terceiro lugar ficou o aeroporto Changi, de Singapura. Esse aeroporto, embora não tenha levado a premiação máxima neste ano, esteve no lugar mais alto do pódio desde 2013, completando 8 medalhas de ouro. Ele é famoso por oferecer um verdadeiro centro de entretenimento para os passageiros, com direito a salas de cinema, jardim de borboletas e uma cascata gigante.

Recentemente, em 2019, foi inaugurado nesse aeroporto o Jewel Changi, um complexo de entretenimento e varejo com temática natural ao lado do terminal dos aviões, e a estrutura desse complexo chama atenção não só por sua arquitetura moderna, mas também pela sua engenharia estrutural.

Em publicação para a revista Structure Magazine, os engenheiros e professores Craig Schwitter e Cristobal Correa, da britânica BuroHappold Engenharia, explicam detalhes da estrutura impressionante por trás desse gigante e moderno aeroporto. Acompanhe:

Aeroporto/complexo Jewel Changi

O edifício bastante incomum foi concebido pela empresa Safdie Architects e elaborado pela BuroHappold.

A ideia sempre foi tornar o local mais do que um simples aeroporto. O complexo oferece uma praça cívica interativa e um mercado, combinando operações de aeroporto em terra com amplos jardins internos e até uma cachoeira, instalações de lazer, varejo, restaurantes, um hotel, e outros espaços para atividades comunitárias.

Vista aérea do complexo total. Fonte: structuremag.

Forma

Uma forma toroidal foi escolhida pela equipe de design para construir o edifício todo envidraçado de 130 mil metros quadrados.

O conceito da forma é conhecido como “gridshell“, e foi usado para o sistema de telhado e fachada. Essa estrutura em forma de toroide fica na borda do nível cinco do edifício de base, que foi construído com aço e concreto em forma de anel.

O suporte toroidal deixa um vão de mais de 200 metros em seu ponto mais largo, e o sistema de vigas para suportar essa estrutura foi instalado apenas no jardim, o que resultou em um interior quase sem colunas, aberto, arejado e muito amplo.

A geometria do telhado também acomodou uma cachoeira interna alimentada pela chuva em seu centro, e ainda ativada por água bombeada durante o tempo seco.

Corte transversal da estrutura principal. Fonte: structuremag.

Estrutura do gridshell

O “gridshell” utilizado é um sistema estrutural de camada única que maximiza a luz e a transparência dentro do espaço.

A concha de aço e vidro foi feita de elementos de aço prismáticos que se cruzam em nós de aço sólidos.

O formato toroidal do telhado é o produto de um elaborado programa arquitetônico que incorporou uma floresta, entradas para terminais adjacentes nos jardins do portal, uma cachoeira interna e um óculo.

Embora pareça, o telhado não é simétrico, e o óculo central (onde desagua a cachoeira), teve que ser deslocado do centro. Esse deslocamento foi necessário para permitir a passagem do trem do aeroporto, que corta a estrutura de um lado a outro.  

A grade de aço de suporte encontra o edifício básico em seu 5º nível, onde uma viga circular de aço circunda o edifício, arqueando-se em cada um dos jardins do portal. Este feixe anelar permite uma transição uniforme das forças de empuxo e verticais, que vão da grade para o edifício base.

As gridshells de aço tradicionais geralmente são finas, resistindo às forças de compressão e tensão apenas no plano da casca (com apenas uma modesta capacidade de flexão). Isso pode ser visto, por exemplo, no Great Court Roof do Museu Britânico.

Diagrama de forças da concha. Fonte: structuremag.

No caso do Jewel Changi, as forças vão além do plano da casca, uma vez que, além da casca, existem as forças do plano que dobram a casca e a fazem encaixar no edifício base, formando uma espécie de concha.

Por isso, para a estrutura toda resistir a essa combinação de forças, a equipe de design examinou as forças na casca e introduziu elementos mais profundos em locais sujeitos a flexão.

Esquemas dos triângulos de aço do gridshell. Fonte: structuremag.

A equipe de engenharia do projeto definiu e desenvolveu nós de aço, onde as vigas de aço se encontram e formam os triângulos do gridshell.

Esses nós foram precisamente calculados e especialmente fabricados para esse projeto.

Ao final foram 5.000 nós e 14.000 elementos de aço, todos exclusivos, formando o conjunto de concha toroidal.

Coração Verde

O empreendimento possui ainda o exuberante Vale da Floresta de Shiseido, um espaço total dedicado ao paisagismo que mede cerca de 21 mil metros quadrados.

Nessa floresta, há mais de 2.000 árvores e palmeiras e mais de 100.000 arbustos selecionados para imitar uma paisagem de floresta montanhosa.

O espaço abrange cerca de 120 espécies nativas de países como Austrália, China, Malásia, Espanha, Tailândia e EUA; e ainda possui duas trilhas para caminhada e uma série de desfiladeiros verticais.

Essa magnífica obra de engenharia, arquitetura e design, custou nada mais nada menos que 1,25 bilhões de dólares.

Vista completa: cachoeira e floresta. Fonte: Foto de Lynde no Pexels.

Fonte:

Craig Schwitter e Cristobal Correa. Engineering an Icon. Structure Magazine. Outubro, 2019.

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