Fechamentos de vidro em estação do metrô

 

Ao sair das plataformas e subir as escadas da estação Vila Prudente do metrô de São Paulo, o usuário de depara com uma área ventilada e iluminada naturalmente. Uma ampla cobertura com grelhas metálicas e vidro e fechamentos laterais também envidraçados proporcionam conforto ambiental e eficiência energética a este espaço público.

Muito diferentes das estações mais antigas da primeira linha do metrô de São Paulo – a Norte-Sul -, as novas unidades apresentam amplos espaços iluminados e ventilados naturalmente. Enquanto as primeiras tinham grandes massas de concreto, entradas mínimas de luz natural, compondo pequenos feixes de luz, e ventilação natural através de dutos, as mais recentes caminharam na direção oposta. Isso pode ser conferido na estação Vila Prudente. No projeto de arquitetura desenvolvido pelo arquiteto Luiz Esteves, a cobertura é totalmente envidraçada e a vedação lateral tem vidros inclinados e abertos.

O corpo da estação é constituído por dois poços circulares, norte e sul, cada um com 40 metros de diâmetro e em parte justapostos. Neles estão distribuídos os níveis de acesso, térreo, mezanino para bilheterias e bloqueios, intermediário para salas operacionais, sanitários públicos e circulação do acesso ao embarque, e o nível plataforma. De acordo com Esteves, parte das plataformas está localizada dentro dos poços e parte em túneis independentes para cada via. A estação possui ainda um poço para saída de emergência ligando, por escadas, o nível plataforma ao térreo. O poço norte tem abertura total para o exterior, enquanto o sul é parcialmente fechado no térreo em função da proximidade com a Avenida Professor Luiz Inácio de Anhaia Mello. Ambos estão sob uma cobertura constituída de uma grelha de aço vedada com vidros autolimpantes de controle solar. Essa solução permite a entrada de luz natural até a plataforma, a 14 metros de profundidade.

Vidros especiais

Dividida em dois círculos de tamanhos diferentes separados por uma calha de concreto, a cobertura de 2 mil metros quadrados de vidro é composta, além da grelha estrutural de aço, por uma estrutura secundária de alumínio onde são fixados os vidros.

O sistema escolhido para a vedação da cobertura é o Ecoglazing VS12, desenvolvido e executado pela Avec Design. São caixilhos sintéticos de silicone vulcanizado em alta temperatura (High Temperature Vulcanization – HTV). “Diferentemente dos silicones que conhecemos este só é vulcanizado a quente e é extrudado em câmaras aquecidas em mais de 200 graus. Trata-se de uma borracha inorgânica, sem carbono na cadeia química, apenas com sílica e oxigênio. Devido às suas características ela não resseca, não desmancha, não envelhece e não sofre ataque dos raios UV. Essa borracha é usada em altas e baixas temperaturas, que podem ir de menos 90 a até 300 graus”, explica José Guilherme Aceto, diretor da Avec Design.

O sistema Ecoglazing também possui bitolas conforme a espessura do vidro. Na estação Vila Prudente, a bitola utilizada é de 12 milímetros para o vidro temperado e laminado de 12 milímetros. O vidro escolhido para a cobertura é composto por uma chapa de Bioclean de seis milímetros temperado + PVB incolor de 1,5 milímetro + uma chapa Cool Lite KNT 155 temperada de seis milímetros. Aceto destaca a importância de identificar as faces dos vidros e posicioná-las corretamente na hora da laminação. “Além das duas faces internas, voltadas para o PVB, o sanduíche de vidro possui uma voltada para fora da edificação e outra para o lado interno do prédio. Devido às propriedades de cada vidro, a face autolimpante tem que estar voltada para o exterior e sempre protegida por uma película plástica para não danificar a camada autolimpante. Já o Cool Lite tem uma face metalizada que deve estar na parte interna do sanduíche, garantindo a sua função antitérmica “, ele esclarece.

Como se trata de uma cobertura com bastante incidência solar, a consultora técnica da Cebrace, Ana Carolina Granado, explica que o Cool Lite KNT incolor foi escolhido por ter características térmicas muito boas, pois reduz bastante a entrada de calor e ao mesmo tempo deixa passar a quantidade de luz ideal.

Já o Bioclean, por ser autolimpante, é ideal para locais de difícil acesso para limpeza, como no caso desta obra. “A adoção de vidros autolimpantes permite uma transparência permanente, com baixa manutenção; ao mesmo tempo, a característica de proteção solar possibilita elevada luminosidade com pouca incidência de calor”, afirma Esteves.

A composição tem fator de proteção solar (FS) de 0,43 g, coeficiente de sombreamento (CS) de 0,502 e transmissão luminosa (TU de 47%. “Nesta obra, quanto mais luz e menos calor entrar, melhor, pois mais agradável será o ambiente. Com essa especificação conseguimos reduzir cerca de 40% da entrada de calor em comparação com um vidro comum”, explica Ana Carolina. Também contribuem para o conforto ambiental o sombreamento criado pelas vigas principais da estrutura metálica de 1,20 metro de altura, que em determinadas horas do dia funcionam como brises, e o fato de a edificação ser aberta e ventilada nas laterais.

De acordo com Danila Ferrari, gerente de operações da Fanavid, empresa responsável pelo beneficiamento dos vidros, devido ao desenho circular da cobertura, as placas tinham três medidas retangulares e dezenas de modulados, a maioria medindo 1,87 x 1,25 metro. Para vencer a curvatura, os vidros chegavam nas vigas de borda e eram embutidos no anel da estrutura, depois modelados e por último recebiam um rufo de alumínio colado nas laterais e sobre a borda das peças. Os painéis de vidro foram produzidos pelo sistema de vidro encapsulado em silicone (VES), criado pela Avec, sendo depois protegidos por um filme de PVB e paletizados. Os paletes, com 2 mil quilos de vidro, eram levados até a cobertura com a ajuda de uma grua.

Segundo Aceto, a escolha pelo sistema se deu devido à rapidez de montagem e fabricação dos módulos. Apesar de ter sido executada em um período de muita chuva, a instalação da caixilharia – cerca de 800 peças – numa área de 2 mil metros quadrados foi realizada em 45 dias. Toda a obra foi feita sem uso de furadeira. Os quadros eram aplicados na estrutura secundária, composta por tubos de alumínio fixados com pinos e arruelas na estrutura metálica. O tamanho da área envidraçada exigiu a adoção da estrutura secundária para garantir o alinhamento do plano e a qualidade dimensional do sistema de caixilhos.

Aceto lembra que um dos desafios foi desenvolver um sistema para fixar a estrutura secundária de alumínio na estrutura de aço sem a necessidade de furos, que demandariam muito tempo e inviabilizariam o cronograma da obra. Foi utilizada uma fixação a pressão.

Uma pistola de cartuchos de pólvora cravava os pinos de 20 milímetros de rosca sem ter a necessidade de furos. Depois foram colocados o encaixe de alumínio e as arruelas de náilon. Estas, por sua vez, fazem a interface entre o aço e o alumínio. A fixação dos caixilhos foi feita por colagem estrutural e mecânica. O caixilho foi preso na estrutura secundária por meio de garras e presilhas de alumínio em sentidos diferentes. Entre os quadros de vidro existe uma junta de dois milímetros, onde foram colocados os acessórios de fixação e que depois foi vedada com silicone structural glazing.

Na fachada lateral do poço norte, foram aplicados panos de vidro verticais produzidos com vidro encapsulado, laminado temperado de dez milímetros incolor, instalado em uma estrutura de alumínio no formato de U de 19 milímetros. Para completar a ventilação natural, os quadros de vidro estão inclinados e abertos.

Grelha estrutural

Para desenvolver o projeto estrutural da cobertura da estação Vila Prudente, o escritório Figueiredo Ferraz Consultoria de Engenharia de Projetos, responsável pela elaboração do cálculo estrutural e pelo projeto executivo, adotou o conceito de grelha estrutural circular dividida em duas partes por uma calha retilínea de concreto, criando dois círculos de tamanhos diferentes. As duas partes da cobertura estão apoiadas na viga-calha de concreto, através de uma ligação rotulada, e em barras de aço inclinadas – com o formato de pé de galinha – fixadas nos pilares de concreto aparentes. O círculo maior também se apóia na parede circular de concreto da estação, enquanto o menor está em balanço de cerca de seis metros.

O sistema de apoio foi concebido a fim de permitir que a estrutura se movimente de acordo com as cargas a que está submetida: dilatação devido à temperatura e deslocamentos em função das cargas gravitacionais e de vento. As cargas se distribuem pelas placas de vidro da cobertura, depois são levadas às terças (as vigas de menor altura), em seguida são lançadas nas vigas principais (as de maior altura), que constituem as grelhas, e só então distribuídas nos apoios e pilares. No total são oito pilares, que convergem de quatro em quatro para um mesmo ponto na outra extremidade, que são os dois pilares de concreto.

Para a vazão da água, rufos foram fixados mecanicamente nas bordas da cobertura, que foi executada com uma leve inclinação voltada para a área central, onde está a viga-calha.

Esta, além de apoiar a parte linear da cobertura, tem a função de distribuir a água de chuva. Segundo o engenheiro Roberto Romani, “não houve muitas dificuldades para” desenvolver a solução estrutural; porém, como o tamanho da cobertura resultou num desnível reduzido dela em relação ao ponto de apoio no concreto, foi complicado definir as barras que compõem os pilares de apoio – pé de galinha -, em número de quatro para cada pilar. Os pontos de fixação definidos – o pilar de concreto e o nó da grelha – faziam com que as barras ficassem bastante abatidas e, portanto, sujeitas a esforços elevados.

Some-se a isso o fato de as barras concorrerem em um mesmo ponto, no topo da coluna de concreto, complicando bastante a execução da rótula de fixação das mesmas. Mesmo assim, o desafio maior ficou por conta da fabricação, devido à geometria circular da estrutura”.