O estúdio de arquitectura Ibuku, sediado em Bali, completou um escudo leve que cobre um campo desportivo polivalente num campus escolar em Abiansemal, Indonésia. O telhado intrincado é feito inteiramente de bambu, com a sua resistência estrutural derivada de uma geometria de dupla curvatura. O Arco é um projecto que inova ao mesmo tempo que se baseia em técnicas locais e tradicionais de construção com bambu.
Em 2021 Ibuku completou o Arco para a Escola Verde, uma instituição que encoraja a aprendizagem num ambiente natural. O projecto do bambu é a mais recente adição a um campus que já abriga vários edifícios experimentais concebidos em alinhamento com as ambições da escola de ensinar sustentabilidade através de colaborações com a comunidade local.
O Bali, estúdio de design baseado na Indonésia, Ibuku, foi fundado pela mesma família que dirige a Escola Verde. Ibuku - uma palavra que significa "nossa mãe" em indonésio - construiu a sua reputação ao experimentar as formas naturais do bambu, bem como ao trabalhar com artesãos locais que passaram as suas vidas a construir com o material.
O Arco foi concebido em parceria com o especialista alemão em bambu Jörg Stamm e a empresa de engenharia estrutural Atelier One, sediada no Reino Unido. Programmaticamente, o projecto é simples, consistindo num espaço de bem-estar aberto e num ginásio. No entanto, encontra complexidade na sua extraordinária cobertura - uma concha curvilínea que, do exterior, aparece como um lençol liso a dançar entre as árvores e, do interior, ostenta uma engenhosa estrutura granular.
Edifício com bambu
O bambu pode produzir uma certa maleabilidade, durabilidade e beleza que é difícil de comparar com outros materiais de construção. "Usamos bambu simplesmente porque o temos na Indonésia", diz Defit Wijaya, o chefe da arquitectura de Ibuku. "Faz parte do nosso património cultural, e nós já o utilizamos há muito tempo".
Não há dúvida de que o know-how da construção de bambu é societal. O bambu é nativo de climas tropicais e abundante no Sul e Leste da Ásia, no Pacífico Sul, e na América Central e do Sul. Os habitantes destas regiões trabalham com bambu há centenas de anos, e os construtores de hoje em dia estão bem versados nas potencialidades e limitações do material.
Na verdade, há muito pouca preparação a ser feita antes de um projecto como o Arco começar num lugar como Bali. "Temos muitos artesãos que já podem trabalhar com este material", diz Wijaya. "Eles são treinados para a sua utilização. Eles entendem que, se fizerem isto, ele irá quebrar-se e, se o fizerem, não o fará". O projecto destina-se, pelo contrário, a ensinar os visitantes e utilizadores sobre bambu, de acordo com Wijaya. "Tentamos treinar a mentalidade das pessoas sobre este material", diz ele.
O bambu é sustentável, forte e económico. Embora não cresça em todo o lado, é um produto relativamente de baixo custo que está disponível globalmente devido à sua abundância e rápido crescimento em certos climas. Os bambus tropicais crescem tipicamente maiores do que as espécies temperadas e por isso têm paredes mais espessas, o que muitas vezes resulta em melhores propriedades estruturais e mecânicas para utilização na construção de edifícios. O bambu utilizado na construção do Arco foi obtido principalmente de Bali, com uma pequena porção de Java.
Com o seu curto ciclo de crescimento, e devido à sua capacidade de sequestro de carbono, o bambu está também entre os materiais de construção mais sustentáveis no mercado. O bambu pode ser colhido após cerca de quatro anos, em comparação com uma média de 30-40 anos para árvores que produzem produtos de madeira em massa.
Embora o bambu seja facilmente utilizado em zonas rurais, não é permitido por código para utilização como elemento estrutural na maioria das cidades. Isto deve-se em parte à sua variabilidade como material natural, à sua probabilidade de apodrecer quando exposto à água, e porque é um alvo de infestação por insectos atraídos pelos amidos do bambu.
Mesmo como a construção de bambu ainda não pode ser vista nas grandes cidades, o que não quer dizer que o bambu não se possa tornar um material estrutural típico no futuro. A Organização Internacional de Normalização (ISO) publicou três normas em 2004 sobre a construção em bambu. Estas normas de referência existentes sobre madeira com métodos de ensaio de propriedades físicas e mecânicas adaptadas ao bambu. Vários países, incluindo a China, Colômbia, Índia e EUA também adoptaram as suas próprias normas para o bambu, em diferentes graus. Em 2021 a American Society for Testing and Materials (ASTM) acrescentou o bambu como material de fibra que pode ser utilizado no fabrico de produtos estruturais compostos de madeira, por exemplo.
Materiais tradicionais, geometrias avançadas
Como vários projectos de Ibuku, o desenho para o Arco desenha a partir de formas encontradas na natureza enquanto é instruído pelas propriedades específicas do bambu.
O Arco é derivado da geometria de uma concha de grade 'anticlástica'. As cascas finas possuem força e rigidez devido à sua natureza curva, tal como a superfície de um ovo ou de uma casca de tartaruga. E as superfícies ténues, que transportam apenas tensão e sem compressão, dependem da dupla curvatura para a estabilidade. As superfícies anti-clásticas são curvadas em duas direcções opostas e assumem formas tais como selas. O Arco faz uso de tais superfícies de tensão intersectadas com uma estrutura de compressão.
Segundo os arquitectos, o projecto exigiu meses de investigação para determinar como construir a forma do telhado. A Ibuku utilizou superfícies em areia feitas de telhas de bambu para formar as grelhas, que são depois apoiadas numa série de arcos de bambu de 14 metros de altura, com 19 metros. Em planta, o edifício tem 23,5 metros de largura por 41 metros de comprimento. A estrutura levou oito meses para ser construída.
Material e interior
Dentro da concha, um espaço ininterrupto de 760 metros quadrados permite uma gama de actividades protegidas do calor do sol equatorial de Bali. Como tanto a estrutura de bambu como a concha são aparentes, os acabamentos do espaço interior são quentes, uniformes e expansivos. Olhando para cima, vê-se um tecto que é texturizado e complexo. Os arcos assemelham-se às abóbadas nervuradas de uma catedral gótica, estendendo-se desde o vértice do Arco até ao solo ao longo de linhas finas que exprimem a leveza física da estrutura.
O telhado é levantado do chão para permitir a permeabilidade entre o espaço interior e o espaço exterior. À medida que a luz solar entra a partir da base e reflecte fora do chão, dobra-se em torno das superfícies curvas do interior da concha e cria padrões interessantes e dramáticos. O desenho do dossel elevado também permite a passagem de brisas e proporciona ventilação natural. As aberturas no ápice do telhado permitem a fuga de ar quente.
Proteger o bambu
As colunas lenhosas de bambu, conhecidas como caules, são tipicamente ocas entre os seus anéis ou nós mais sólidos, o que lhes dá força. Os caules crescem em cachos ramificados a partir de um caule grosso. Embora leves, resistentes e duráveis, os caules de bambu precisam de ser protegidos da exposição prolongada à água, da luz solar e, mais importante ainda, da infestação de insectos que se alimentam dos açúcares do bambu.
Infelizmente, os climas tropicais e subtropicais onde o bambu é nativo e onde os edifícios são mais frequentemente construídos no material, são também regiões propensas a longas estações húmidas, calor extremo e muita vida de insectos. Por conseguinte, é necessária muita consideração para proteger adequadamente o bambu utilizado nos edifícios.
"Foi apenas nos últimos 10 ou 15 anos que aqui em Bali descobrimos como podemos tratar o bambu para o tornar duradouro e duradouro", diz Wijaya. Como em outros lugares, os caules de bambu em Bali são tipicamente protegidos de insectos com uma solução química de bambu boro que é uma mistura de baixa toxicidade de borax e ácido bórico.
Segundo Wijaya, existem duas opções para este tratamento, e o método pode ser seleccionado com base nas restrições de tempo e recursos de um projecto: a primeira opção é afundar o bambu durante duas semanas na solução de boro; a segunda é ferver o bambu numa câmara com a solução durante 24 horas. Antes dos caules serem expostos à solução, são perfurados de ponta a ponta, para criar furos nos anéis sólidos que permitem que o químico penetre completamente no caule.
Para proteger contra os UV, é aplicada ao bambu uma camada de acabamento vinílico transparente com uma base de água. Para o Arco, esta aplicação será necessária a cada 2 anos durante toda a vida do edifício.
Finalmente, para proteger os componentes estruturais do Arco contra a exposição às intempéries, foram integradas no desenho dos arcos, para manter os arcos permanentemente na sombra.
Condições imprevisíveis
A Ibuku trabalha em colaboração com engenheiros que fornecem os cálculos e detalhes estruturais, os quais são depois submetidos a um empreiteiro de bambu para avaliação. E como consultor de design, a Ibuku fornece um conjunto completo de documentos de construção que especificam o comprimento de cada caule. Mas os modelos são muitas vezes a forma mais eficaz de comunicar a intenção de concepção no local. "Os modelos físicos são muito importantes porque os artesãos utilizam-nos em vez de trabalharem a partir dos desenhos", diz Wijaya.
Outra preocupação tem a ver com a variabilidade do bambu. "Os trabalhadores tentam o melhor que podem copiar os modelos, mas estamos a lidar com um material natural, por isso não podemos prever o diâmetro", diz Wijaya. "Há sempre ajustes no local". Implicações maiores requerem a contribuição de Ibuku, enquanto que implicações menores são tipicamente resolvidas pelos artesãos.
Para orientar ainda mais os artesãos, assegurar a qualidade da construção, testar a resistência da estrutura e comunicar a sua concepção, foi produzida uma série de maquetes antes da montagem da estrutura.
Detalhes de bambu
A base do Arco apresenta uma série de pés de betão esculpido, que ligam as costelas de bambu com a terra, mantendo-as em segurança acima do solo húmido. Wijaya afirma que este detalhe da base é muito simples. "Em cada estrutura de bambu que já conheci existe uma espécie de detalhe de base articulada", diz ele. "Tem um pedestal colocado sobre uma fundação com base nas condições do solo do local, e depois é inserido vergalhão em cada pedaço de bambu que toca no pedestal".
Uma vez colocados os arcos de bambu, é feito um pequeno buraco em cada pedaço de bambu acima da terminação do vergalhão. Isto permite que o betão seja vertido até uma profundidade total de 60 ou 70 centímetros, suficiente para ancorar com segurança o bambu ao vergalhão. Durante uma das suas visitas ao local, a Ibuku verificou a posição de cada uma das ligações de vergalhão do arco antes da montagem e vazamento dos arcos.
Os arcos de bambu do Arco parecem brotar organicamente dos seus pedestais, tal como aconteceria com os caules na floresta. As costelas são enfardadas e atadas com arame de aço nas suas passagens para apoio. Cada uma das costelas encontra a concha da grelha com uma série de parafusos simples. O telhado do Arco é também simples na natureza, uma acumulação de impermeabilização ensanduichada entre duas camadas de telhas de bambu que dá à concha estrutural um acabamento natural em ambos os lados.
Todo o sistema de costelas e conchas foi mantido no lugar com andaimes que só foram libertados quando o betão secou e as ligações estruturais foram concluídas.
