1.7.1. Phillips Pavilion Expo Bruxelas
F I G U R A 2 4 : P H I L L I P S P A V I L I O N E X P O B R U X E L A S
Localização: Bruxelas, Bélgica. Ano: 1958
Status: Projeto e obra executada Autores: Iannis Xenakis e Le Corbusier
Segundo Lopez (2011), a Feira Mundial de 1958, em Bruxelas, tornou-se conhecida historicamente pelos avanços musicais propostos para serem combinados com a arquitetura, através de encontros vivenciais, onde o corpo poderia se encontrar com o som e com o espaço. O conceito por trás da Expo foi celebrar o rejuvenescimento da civilização por meio do uso da tecnologia, superando assim os traumas da destruição da guerra. De acordo com o autor, após o convite da Phillips, Le Corbusier respondeu dizendo: "Eu não farei um pavilhão para vocês, mas sim um poema eletrônico e um recipiente contendo o poema; luz, imagens coloridas, ritmo e som unidos em uma síntese orgânica" (Corbusier apud LOPEZ 2011). Le Corbusier assumiria a única tarefa de desenvolver o interior do pavilhão, delegando a forma para a responsabilidade de seu projetista Iannis Xenakis. Para ser o compositor do Poema Electronique, Le Corbusier contratou o compositor Edgard Varese, que definiu também a engenharia de audio (Figura 25).
FIGURA 25: ESQUEMA DA ENGENHARIA DE AUDIO - SISTEMA DE VARESE FONTE: ZOUHAR, (2005).
A premissa básica do projeto passado a ambos, Xenakis e Varese, foi de que o interior deveria ser moldado de modo semelhante ao estômago de uma vaca, com uma forma originada por um algoritmo matemático básico. O público iria entrar em grupos de até quinhentas pessoas, em intervalos de dez minutos, e ouviriam uma peça de transição de Xenakis antes de entrar em uma sala escura, a qual envolvia o público em um espaço de luz e som, durante oito minutos, enquanto imagens de vídeo eram exibidas ao longo das paredes do pavilhão. No final do trecho de oito minutos, os espectadores sairiam, digeridos, por meio de uma outra saída, enquanto o grupo seguinte adentrava o recinto. (LOPEZ, 2011).
Para o projeto final do Pavilhão, Xenakis, com uma equipe de engenheiros e artistas, desenvolveu uma tenda de três pinos, construído com concreto de casca fina moldado por painéis de formas paraboloides hiperbólicas. A execução do projeto envolveu uma estrutura elástica de cabos e postes de aço enfiadas na extremidade da tenda para formar as paraboloides hiperbólicas. As formas complexas do pavilhão (Figura 26) tornaram impossível a construção de uma estrutura de concreto convencional, assim a solução alcançada por Xenakis e seu engenheiro Hoyte Duyster, foi a criação de um sistema de painéis de concreto pré-moldado atirantados por cabos.
FIGURA 26: PAVILHÃO PHILLIPS - PARABOLÓIDE HIPERBÓLICA FONTE: LOPEZ, (2011)
O pavilhão, juntamente com o a instalação do Poema Electronique, tornou-se um dos primeiros ambientes eletrônico-espaciais a combinar arquitetura, cinema, luz e música em uma experiência total produzida para percepção no tempo e no espaço.
1.7.2. Pavilhão Alemão Expo Montreal
F I G U R A 2 7 : P A V I L H Ã O A L E M Ã O E X P O M O N T R E A L
Localização: Montreal, Canadá. Ano: 1967
Status: Projeto e obra executada Autor: Frei Otto
De acordo com Cruz (2011), Frei Otto foi o primeiro Arquiteto a mencionar o conceito de Bioarquitetura, descrevendo-a o o a [...] apli aç o de a alogias p o e ie tes da Natu eza pa a o dese ol i e to de siste as o st uti os e est utu as a uitet i as . E , F ei Otto e Rolf Gutbrod vencem o concurso para a construção do Pavilhão Alemão na Exposição Mundial de Montreal (Figura 28). A Estrutura do projeto consistia em um conjunto de malhas de 15m de largura, formadas por cabos de aço atirantados a 12 pontos de apoio. A cobertura foi feita em membrana de poliéster revestida de PVC e protegia uma área de 460m2. (CRUZ, 2011).
FIGURA 28: PAVILHÃO ALEMÃO NA EXPOSIÇÃO MUNDIAL DE MONTREAL FONTE: http://sedigest.in/review/frei-otto-pioneer-light-weight-tensile-and-membrane-structures
O aspecto volumétrico do pavilhão faz referência à uma tenda. Segundo Frei Otto, uma tenda consiste na construção de um plano de carga esticado em material feito em material laminado, tecidos ou redes. A estrutura é constituída por um ou mais suportes de compressão e membranas tensionadas. Uma das qualidades destas construções reside na liberdade inesgotável no que diz respeito à forma.
Os meios digitais foram introduzidos no projeto do Pavilhão Alemão na Expo Montreal, a partir do uso do estereoscópio, instrumento utilizado para fazer as medições dos modelos e também pela utilização de um computador ligado a uma plotadora que imprimia seções do pavilhão, durante a exposição (Figura 29).
FIGURA 29: PRANCHA DE PROJETO FONTE: http://sedigest.in/review/frei-otto-pioneer-
light-weight-tensile-and-membrane-structures
FIGURA 30: MAQUETE
FONTE: http://sedigest.in/review/frei-otto-pioneer- light-weight-tensile-and-membrane-structures
Frei Otto se utilizava do computador e do potencial dos meios digitais, tornando-se deste modo, um dos pioneiros na utilização de processos digitais, porém ao mesmo tempo, mantém uma postura empírica, na medida em que era guiado pelos modelos físicos (Figura 30), os quais provavelmente visavam a manutenção de suas garantias e seguranças baseadas nas experiências com protótipos analógicos.
1.7.3. Muscle Body
F I G U R A 3 1 : M U S C L E B O D Y
Localização: Delft, Holanda. Ano: 2005
Status: projeto e obra executada Autor: Hyperbody - ONL
Em abril de 2005 o grupo de pesquisa holandês Hyperbody da TU Delft, coordenado pelo arquiteto Kas Oosterhuis e juntamente com seu escritório de projetos ONL, apresentou o projeto MuscleBody. Segundo Lara e Hubers (2009) o MuscleBody caracteriza-se por ser uma arquitetura totalmente interativa e cinética, um protótipo em escala real de um espaço interior.
Trata-se de um protótipo de uma investigação sobre arquitetura programável, cuja primeira versão (anterior ao protótipo analisado) foi exposta no Centro Pompidou em Paris, na exposição Non-Standard Architecture (Arquitetura Não-Padrão), de dezembro de 2003 até março de 2004 (Figura 32).
FIGURA 32: MUSCLE: PRIMEIRO PROTÓTIPO - EXPOSIÇÃO NO CENTRO POMPIDOU FONTE: BURRY E BURRY, 2012.
Para o primeiro protótipo em escala 1:1, foram usados músculos industriais da marca Festo que poderiam contrair e relaxar, o que permitia à instalação alterar sua forma. Os movimentos controlados dos músculos individuais alteravam o comprimento, a altura, a largura e também a forma geral do protótipo, variando a pressão bombeada para os noventa e quatro músculos do pavilhão. Os músculos foram programados usando o princípio de Comportamento de Enxame (Swarm Behaviour), o qual será detalhado posteriormente, permitindo que se dobrassem em todas as direções.
Sensores embutidos na membrana permitiram que a informação fosse subtraída do ambiente. O comportamento das pessoas que se moviam ao redor da instalação e experimentavam com suas mãos, serviu de input para controlar a reação, contraindo e relaxando diferentes grupos de músculos, portanto alterando sua forma. As informações recebidas pelos sensores eram transferidas para o computador do MuscleBody em tempo real, ou seja, o input numérico era atualizado assim que os movimentos dos jogadores mudavamm (Figura 33). O software-game Virtools foi usado para organizar as relações dinâmicas entre as contribuições recebidas pelos sensores, e a saída consistia do comportamento dos músculos e o som gerado. O uso de software para jogos parece ser especialmente adequado para o desenvolvimento de uma arquitetura interativa, principalmente porque um jogo é baseado na interação, conforme verificaremos no capítulo 4.
FIGURA 33: MUSCLE: SENSORES E ATIVADORES FONTE: OOSTERHUIS E BILORIA, 2007.
FIGURA 34: MUSCLE RECONFIGURED FONTE: BURRY E BURRY, 2012.
Posteriormente, o protótipo Muscle Reconfigured desenvolveu-se como uma versão evoluída e reconfigurada do projeto Muscle (Figura 34). O núcleo do projeto foi utilizar atuações pneumáticas como um meio de produzir variações táteis. O protótipo reconfigurado usa o mesmo conjunto de componentes de acionamento, que são músculos fluídicos pneumáticos. Este novo protótipo focou em uma abordagem enfatizando a resposta espacial interna. A pele macia inflável do primeiro protótipo Muscle foi trocada por uma nova estética com a inovação de painéis Hylite, que são constituídos por um sanduíche de duas camadas de folhas de alumínio delgadas, com um núcleo de plástico no meio.
1.7.4. [c] space pavilion
FIGURA 35: [c] space pavilion
Localização: Londres, Inglaterra. Ano: 2008
Status: projeto e obra executada Autor: AA DRL
Projetado por Alan Dempsey e Alvin Huang, e produzido juntamente com os alunos como parte das comemorações do décimo aniversário do Design Research Laboratory – DRL, da Architectural Association, o Pavilhão [C]space (Figura 36), segundo seus autores, busca a quebra de paradigmas em Arquitetura, Engenharia Estrutural e Indústria de Construção de Materiais. Trata-se de um pavilhão escala 1:1 que representa a incomum (ou menos comum do que se
desejaria) colaboração entre a academia e a indústria, reunindo explorações digitais no projeto arquitetônico com cálculos estruturais avançados baseados na análise não-linear, além de utilizar-se se de processos de fabricação digital.
FIGURA 36: MODELO DIGITAL
FONTE: http://www.dezeen.com/2007/11/04/cspace-pavilion-by-alan-dempsey-and-alvin-huang/
O pavilhão é formado por uma estrutura de concha descontínua ao longo de mais de 10m, feita de concreto reforçado com fibra de elementos que se constituem como estrutura e pele, paredes pisos e móveis. O concreto utilizado no pavilhão visa expandir os limites técnicos do material, o que exigiu extensa prototipagem e vários testes de materiais durante o processo de desenvolvimento do projeto.
Todo o processo de projeto foi realizado utilizando modelagem digital e física 3D (Figura 37): , e o desenvolvimento do projeto foi completado com rigorosa modelagem de controle e scripts para controlar mais de 850 perfis individualmente diferentes e 2.000 articulações.
FIGURA 37: C-SPACE – MAQUETE
FONTE: http://www.dezeen.com/2008/04/09/cspace-pavilion-by-alan-dempsey-and-alvin-huang-2/
Os elementos foram produzidos diretamente a partir de modelos digitais em equipamento de corte CNC usando folhas planas de espessura 13 milímetros.
1.7.5. Endesa pavilion
F I G U R A 3 8 : E N D E S A P A V I L I O N
Localização: Barcelona, Espanha Ano: 2011
Status: Projeto e obra executada. Autor: IaaC
O Pavilhão ENDESA é um protótipo solar autossuficiente instalado na Marina Dock, na praia de Barcelona, Espanha. O pavilhão é, na verdade, o protótipo de um sistema de construção multi- escala que pode ser implementado em diferentes configurações. A fachada é composta por componentes modulares, como se fossem tijolos solares, e que respondem a ganhos fotovoltaicos, proteção solar, isolamento, ventilação e iluminação (Figura 39). A lógica paramétrica adapta as geometrias de fachadas à requisitos ambientais específicos para cada item do pavilhão.
FIGURA 39: PAINÉIS FOTOVOLTAICOS
FONTE: http://www.archdaily.com/274900/endesa-pavilion-iaac/
Segundo os autores do projeto, a estratégia é atualizar o paradigma modernista "a forma segue a função" para "a forma segue a energia." A fachada abre ou fecha em resposta ao trajeto da energia solar, reagindo ativamente e tornando-se mais permeável, por exemplo na direção sul, e mais fechada e protetora ao norte (Figura 40). O comportamento desta pele torna visível a preocupação ambiental e processos climáticos que envolve a ideia do pavilhão ENDESA.
FIGURA 40: FACHADA INTERATIVA
FONTE: http://www.archdaily.com/274900/endesa-pavilion-iaac/
Foi utilizado no processo de projeto um software de cálculo de energia solar, ligado à lógica do desenho paramétrico, que permitiu aos projetistas chegarem a uma solução otimizada no protótipo. Cada módulo, em cada ponto, responde com precisão matemática aos diferentes inputs ligados às diferentes posições de orientação solar.
1.7.6. Strings Pavilion87
F I G U R A 4 1 : S T R I N G S P A V I L I O N
Localização: FIESP, Avenida Paulista, São
Paulo/SP.
Ano: 2011
Status: projeto + protótipo escala 1:20 Autores: Cynthia Nojimoto, Flávia Santos,
Gilfranco Alves, Humberto da Mata e Rafael Ardjomand.
Workshop AA: Franklin Lee, AnneSave de Beaurecueil, Rob Stuart-Smith, Affonso Orciuoli, Thiago Mundim, Ernesto Bueno, Arthur Mamou-Mani, Sandro Tubertini, Yoo Jin, Victor Sanderberg, Lucas de Sordi.
Para o desafio projetual proposto neste workshop da AA Visiting School em São Paulo, e que envolvia o local de implantação do pavilhão, a Avenida Paulista, foi proposta pelo Arquiteto Rob Stuart-Smith uma metodologia que visava à investigação sobre diferentes materiais,
87 Site oficial do evento: http://saopaulo.aaschool.ac.uk/?page_id=894. Site com imagens do
considerando suas características físicas, como resistência, comportamento, deformação, distorção. Também foram priorizados aspectos que diziam respeito à como eles se comportariam em situações de imprevisibilidade controlada, favorecendo a emergência baseada em leis não determinísticas.
A partir da definição dos materiais, da identificação de seu comportamento e de várias maquetes físicas de estudo, chegou-se a determinação de um conceito básico para o pavilhão, que deveria trabalhar com as possibilidades de movimentação e ajuste à novas formas e usos, em função de parâmetros específicos, como por exemplo, o terreno ou a iluminação natural, e também com a interação com os usuários e o movimento característico da Avenida Paulista. A interatividade era um atributo desejado no projeto e os materiais escolhidos foram tecidos e cabos.
Para que o processo tivesse continuidade, foi então necessário produzir um modelo matemático para dar conta da geometria idealizada para o pavilhão, além das características conceituais acima descritas. Partiu-se então para a parametrização e a modelagem tridimensional do projeto utilizando-se os software Rhinoceros e o Grasshopper (Figura 42). Apesar da dificuldade de simulação do comportamento dos materiais no ambiente digital, chegou-se a alguns modelos satisfatórios que permitiram o controle sobre os parâmetros do projeto e possibilitaram a visualização da espacialidade conforme a movimentação da estrutura de cabos e do tecido.
FIGURA 42: SCRIPT E MODELAGEM: RHINO + GRASSHOPPER FONTE: AUTOR, 2011.
Foi necessário o detalhamento das peças para a fabricação digital, como por exemplo, o design das roldanas que movimentariam os cabos, o suporte para fixação das roldanas e o encaixe dos servo-motores responsáveis pela movimentação. Para a produção das peças foi utilizada uma máquina de corte a laser e para a confeção da base com o grid de furos que permitia a simulação
de reposicionamento da estrutura, foi utilizada uma cortadora à fresa – CNC. Finalmente passou-se ao processo de montagem e de teste do protótipo, com a inclusão de um sensor de luz que enviaria inputs ao arduíno88, em função dos níveis de luminosidade e de sombreamento
no interior da espacialidade.
Toda a manipulação das tensões e da deformação das superfícies foi baseada em conceitos cibernéticos como feedback loop (que serão detalhados posteriormente) buscando uma forma de interação entre usuários e arquitetura. O sensor captava as variações de luminosidade e enviava os inputs ao arduíno, que controlava os servo-motores. A partir da movimentação dos cabos havia uma deformação do tecido que como consequência criava espacialidades emergentes e aleatórias, porém dentro dos parâmetros controlados pela programação. O movimento da superfície e da espacialidade como um todo, provocava uma alteração no padrão da luminosidade, assim como o movimento das pessoas ao redor (e futuramente no interior) do pavilhão. Essa alteração de padrão que retroalimentava o sistema gerou um processo cibernético (Figura 43).
FIGURA 43: LOOP CIBERNÉTICO FONTE: AUTOR, 2011.
O protótipo do pavilhão (Figura 44) desenvolvido no workshop permitiu uma experimentação a partir da utilização da mediação digital que funcionou como catalisadora de um possível método de projeto, favorecendo a busca por estabelecer novos patamares de utilização de processos digitais de projeto e modos de interação entre os diferentes sistemas participantes do projeto.
88 Arduíno é uma plataforma de prototipagem eletrônica de hardware livre e de placa única, cuja função básica é
FIGURA 44: DESENVOLVIMENTO DO STRINGS PAVILION FONTE: AUTOR, 2011
Além disso, esta iniciativa indicou possibilidades na busca de mais flexibilidade e interatividade, não só no próprio processo de projeto, que se utilizou de conceitos e técnicas de design paramérico, prototipagem e fabricação digital, mas também no produto final, que estabeleceu um loop cibernético com influências autopoiéticas (na verdade ainda havia a dependência da energia elétrica para alimentar o sistema como um todo), na medida em que possibilitava a interação dos usuários e do meio-ambiente com a arquitetura proposta.
O projeto dessa forma foi concluído e apresentado ao final do workshop, e foi escolhido pela equipe de professores da AA para ser desenvolvido em outras duas oportunidades.
1.7.7. Supple Pavilion89
F I G U R A 4 5 : S U P P L E P A V I L I O N
Localização: OCA, São Paulo/SP, durante
a Nona Bienal de Arquitetura de São Paulo
Ano: 2011
Status: projeto + protótipo interativo escala
1:20 + protótipo escala 1:1
Autores: Cynthia Nojimoto, Flávia Santos,
Gilfranco Alves e toda a equipe de alunos inscritos no workshop.
Workshop AA: Franklin Lee, Anne Save
De Beaurecueil, Lawrence Friesen,
Thomas von Gutten, Helen Sakano, Victor
Sanderberg, Julio Radesca.
Conforme estabelecido no AA Visiting School SP 2011, em novembro e dezembro de 2011, aconteceu o primeiro de dois workshops que dariam continuidade ao desenvolvimento do
pavilhão Strings, rebatizado de Supple Pavilion. O evento aconteceu na OCA no Parque do Ibirapuera e fez parte da programação na Nona Bienal de Arquitetura de São Paulo90. Neste
workshop o método se deu a partir de duas linhas de pesquisa e ação, uma em relação ao conhecimento e aos estudos de comportamento dos materiais, agora em escala 1:1, e outra em relação à capacidade de responsividade do pavilhão, na escala de uma maquete reduzida, desenvolvendo mecanismos e testando sensores de presença controlados por arduíno. O convidado para coordenar o workshop foi o Engenheiro Lawrence Friesen da AA, que trouxe sua contribuição ao desenvolvimento do pavilhão, especialmente no que diz respeito às questões estruturais. Os primeiros estudos ocorreram no sentido de se produzir modelos com poucos arcos, os quais representariam o modo de funcionamento de todo o pavilhão, ou seja, trabalhar com uma parte fracionada do projeto. Alguns modelos analógicos e digitais foram concebidos para a discussão da concepção estrutural dos modelos (Figuras 46 e 47):
FIGURA 46: MODELO FÍSICO FONTE: AUTOR, 2011.
FIGURA 47: MODELO DIGITAL FONTE: AUTOR, 2011.
A estrutura foi pensada então com diferentes tipos de arcos para que o pavilhão fosse construído em escala 1:1. A partir de um modelo confeccionado fisicamente (Figura 46), estabeleceu-se que, enquanto um primeiro tipo de arco atuaria na sustentação central do pavilhão (vermelhos), outro tipo de arco atuaria nas extremidades com três apoios, formando uma espécie de tripé (verdes). Outros dois tipos de arcos gerariam as ativações e consequentes movimentações, uma principal gerando as variações nas formas (azuis), e outra ainda, que seria responsável pelas movimentações pontuais e pela interatividade (brancos). Segundo Hensel et al. , t teis pode se a ipulados de várias maneiras: através do recolhimento, despenteando, criando pregas, juntando seções, do a do, et . HENSEL, et al. 2010 p. 102-
103)91. Vários modelos foram então produzidos para estudar o comportamento dos arcos e as
possibilidades de configuração que poderiam emergir do próprio processo e também do comportamento dos diferentes materiais. Os arquivos foram preparados de modo a serem desenhados os moldes para recorte dos tecidos e posterior corte e costura dos mesmos em escala 1:1. A base para a estrutura foi marcada e fixada no chão, de modo a posicionar o pavilhão e estabelecer as bases para sua montagem.
Paralelamente, na escala 1:20, outro grupo desenvolvia mecanismos para produção e movimentação dos arcos (Figura 48). Os testes com o modelo interativo produziram resultados positivos e com o sensor de presença acionando a roldana, a movimentação dos cabos e dos tecidos alcançou seu objetivo, conforme pode ser observado no vídeo compartilhado abaixo92.
FIGURA 48: MODELO RESPONSIVO EM ESCALA 1:20 FONTE: AUTOR, 2011
Concluído o workshop, podemos constatar que alguns objetivos foram atingidos, outros não. Em relação à interatividade e à responsividade, o sistema estrutural composto por cabos e o tecido que configuraram o modelo em escala 1:20 formaram um sistema controlado parcialmente pelos sensores de presença, arduínos e servo-motores e que deram um bom resultado. O tempo de reação talvez precisasse ser melhor ajustado, mas a performance atingida também foi decorrente do material disponibilizado para o evento.
Já em relação ao pavilhão montado em escala 1:1 (Figura 46), o principal mérito foi tê-lo concebido estruturalmente de modo a se tornar portante independentemente dos mecanismos de movimentação. A movimentação foi parcial, e isso fez com que o projeto se distanciasse um pouco de sua concepção inicial, onde estrutura, tecido e mecanismos formavam um sistema
91Do original em Inglês: […] textiles can be manipulated in many ways: through gathering, ruffling, pleating,
s o ki g, tu ki g, et .
integrado que interagia com os usuários, e que em princípio poderia interagir também com o ambiente, de modo a completar o loop cibernético anteriormente mencionado.
FIGURA 49: MONTAGEM DO PAVILHÃO FONTE: AUTOR, 2011.
De qualquer modo é importante destacar a capacidade de todo o grupo em projetar e montar duas experimentações com elevado grau de dificuldade em apenas quatro dias de workshop. O vídeo (lapse-time) da montagem final do pavilhão pode ser visto no link abaixo93.