Quer você prefira uma casa com paredes feitas de papelão compacto ou uma escola construída com garrafas recicladas, engenheiros e arquitetos fizeram grandes avanços com o design ecológico. © Jacob Maentz / Corbis Arquitetos projetam edifícios.
Engenheiros civis constroem pontes.
Os engenheiros estruturais evitam que tudo seja torcido, amassando e se desfazendo.
É um negócio complicado. Como diz uma citação muito difundida, "Engenharia estrutural é a arte de moldar materiais que não entendemos totalmente em formas que não podemos analisar com precisão, de modo a resistir a forças que não podemos realmente avaliar, de forma que o público não suspeite da extensão de nossa ignorância "[fontes:AGCAS; Merriam-Webster; Schmidt].
Esse know-how é vital para dominar os novos materiais da construção verde e as práticas de empurrar envelope, se usado em um arranha-céu, uma casa ou uma estrutura construída para aproveitar o vento, guarde as ondas ou orbite bem acima da cabeça e monitore o clima.
Seja tradicional ou lá fora, estruturas verdes nos estimulam ao enfatizar objetivos específicos - como emissão zero - e realizá-los por meio de formas potencialmente bonitas, formas de apreensão. Como as seleções nesta lista demonstram, a engenharia estrutural verde apresenta novas questões arquitetônicas e novos critérios para avaliar as respostas.
O edifício Eastgate (à esquerda) inspirou-se nos cupins. Foto cedida por Damien Farrell, usada sob a licença Creative Commons CC By 2.0. Os cupins não precisam estar entre os piores inimigos de um edifício - eles também podem inspirar uma notável reformulação do aquecimento, refrigeração e ar condicionado. Pegue o Edifício Eastgate, que troca o AC tradicional por um soprador de insetos:um sistema de ventilação que incorpora os truques de regulação do calor encontrados em cupinzeiros altíssimos em todo o sul da África. Esses montes cônicos, que pode atingir vários metros de altura, mantenha uma temperatura interna quase constante enquanto as condições externas oscilam de 108 a 37 F (42 a 3 C) [fontes:Biomimicry Institute; Griggs; Tuhus-Dubrow; Torneiro].
O arquiteto Mick Pearce e os engenheiros da Arup Associates conceberam o projeto, que imita o arranjo em constante mudança de um cupinzeiro de buracos que capturam a brisa por meio de um sistema de ventiladores, aberturas e funis. O complexo de escritórios, que usa 10 por cento da energia que outros edifícios de tamanho semelhante, representa apenas uma ideia da pequena mas crescente subindústria conhecida como arquitetura biomimética [fontes:Instituto de Biomimética; Tuhus-Dubrow].
O Millennium Dome corta um perfil inconfundível no horizonte de Londres. iStock / Thinkstock Antes considerado um constrangimento político e um desastre econômico, o Millennium Dome (mais tarde rebatizado de O2), desde então, voltou a ser um local de shows e esportes. Saindo da área duvidosa das Docklands, no leste de Londres, como um enorme, ouriço do mar brilhante, abrange um espaço interno amplo e praticamente ininterrupto, usando muito pouco material:cerca de 1-2 libras por pé quadrado (4,9-9,8 quilogramas por metro quadrado), em comparação com os 30-40 libras (146,5-195,3 kg) típicos da maioria dos telhados [fontes:Bruto; Lyall; RSH + P; Salomão].
Os espinhos do ouriço mutante são na verdade 12 mastros de aço (um para cada mês), cada uma elevando-se a 328 pés (100 metros) e, juntos, suportando um revestimento de Teflon, telhado de fibra de vidro acima de mais de 1, 076, 000 pés quadrados (100, 000 metros quadrados) de gabinete. O edifício mede cerca de 1, 200 pés (simbólicos 365 metros, um para cada dia do ano) e 0,62 milhas (um quilômetro completo) ao redor, e atinge uma altura máxima de 164 pés (50 metros) [fonte:RSH + P].
Se a cúpula representa um triunfo ambiental ou uma tragédia, permanece uma questão controversa. Sua construção gerou um grande projeto de limpeza de resíduos tóxicos e recuperação de área, e utilizou notavelmente poucos materiais. Infelizmente, seu material de cobertura de politetrafluoroetileno (PTFE, mais conhecido como Teflon), quando produzidos, gera clorofluorcarbonos (CFCs) e CFCs hidrogenados que prejudicam a camada de ozônio. Ainda, supera o plano original de usar poliéster revestido de PVC ligado a dioxina [fontes:Higgs; Melchett; Williams].
Foto da ponte Jarrold em 19 de dezembro 2011, apenas três dias depois que a ponte aparentemente flutuante foi aberta ao público Foto cedida por Thomas Barrett usada sob a licença Creative Commons CC By 2.0 Projetado para ligar um empreendimento recém-construído ao centro histórico da cidade de Norwich, Jarrold Bridge desafia as limitações do antigo e do novo, parecendo desafiar a gravidade.
Como uma travessia para ciclistas e pedestres, a estrutura melhora o ambiente em mais de uma maneira:primeiro, ao empregar um projeto em balanço que minimiza a perturbação ambiental com graça e elegância, e, em segundo lugar, reduzindo a necessidade de pontes para veículos. As pontes de veículos tendem a ocupar pegadas substanciais, ambos metaforicamente, em termos de materiais de construção usados e poluição de escoamento criada, e literalmente, no que diz respeito ao espaço substancial ocupado por suas entradas e saídas terrestres e seus suportes ancorados na água [fontes:ISE; Ramboll].
Um cantilever é simplesmente uma viga ancorada em apenas uma extremidade. Sem mais suportes necessários, A ponte Jarrold praticamente levita acima da água abaixo, deixando o tráfego do Rio Wensum e as vistas locais desimpedidas. Aço resistente, madeira de lei de origem sustentável e aço inoxidável sem acabamentos aplicados juntos criam uma ponte de longa duração que não elimina o escoamento tóxico e requer pouca manutenção. As luzes da ponte iluminam fracamente a passarela, não a água, protegendo os peixes e a vida selvagem locais do brilho intrusivo [fontes:R G Carter; ISE; Ramboll].
Outro projeto de Shigeru Ban, o Centre Pompidou-Metz na França. Banimento, junto com Jean de Gastines, projetou o museu de arte moderna, que foi inaugurado em 2010 por Nicolas Sarkozy. As vigas do telhado descolado são feitas de madeira laminada. © Colin Matthieu / Hemis / Corbis Uma estrutura apoiada em papelão pode soar como um lugar realmente péssimo para ter um gato doméstico (quebre os postes extras para arranhar), mas o arquiteto Shigeru Ban considera o material barato, fácil de trabalhar e prontamente disponível - uma fonte infinita de novas oportunidades de engenharia arquitetônica e estrutural. Essas qualidades combinam bem com os esforços humanitários de Ban, incluindo as moradias temporárias baratas que ele projetou para os campos de refugiados de Ruanda [fontes:Corkill; Etherington].
Para Banir, quaisquer qualidades verdes que suas estruturas possuam são acidentais; ele considera o movimento verde como outra moda passageira. Mas quando a Hannover Expo 2000 (uma feira mundial) pediu que ele mantivesse seu tema ambiental, ele se levantou para a ocasião. Buscando minimizar o desperdício industrial, ele projetou o Pavilhão do Japão para reutilizar ou reciclar o máximo de material possível. Seu arco ondulado do túnel - uma grade de tubos de papel que se movem suavemente, cobertos por uma membrana de papel e sustentados por cabos de tração - mede 242 pés de comprimento, 82 pés de largura e 52 pés de altura (73,8 x 25 x 15,9 metros) e apresentava um arco de madeira para maior resistência em cada extremidade [fonte:Shigeru Ban].
Uma pá de turbina eólica de 50 metros ganha vida na Cidade do Cabo, África do Sul, fábrica. Foto24 / Gallo Images / Getty Images O vento aumentou bastante na última meia década. Na verdade, a partir de 2013, a energia eólica ultrapassou a concorrência para se tornar o recurso de energia renovável de crescimento mais rápido [fonte:LaGesse]. Mas não vamos explodir as coisas fora de proporção:para o vento realmente atingir seu potencial energético, as turbinas devem se tornar melhores em captar o vento de qualquer direção e convertê-lo em energia. Mais que isso, dispositivos devem ser desenvolvidos para armazenar essa energia de forma eficiente e distribuí-la uniformemente, para que a eletricidade esteja disponível sob quaisquer condições de vento.
Alguns exemplos de progresso revelam que essa indústria em expansão pegou seu segundo fôlego. Inspirado nas barbatanas de baleia jubarte, a empresa WhalePower adicionou bordas recortadas de captura de ar em suas lâminas de turbina, e tanto a Quiet Revolution quanto a Windspire Energy desenvolveram turbinas que podem capturar ventos de qualquer direção sem a necessidade de girar. Honeywell e WePOWER continuam a trabalhar em turbinas cada vez mais eficientes, mesmo quando os construtores ambientalmente conscientes começam a montá-los nas bordas dos telhados para capturar as correntes de ar [fonte:Merolla].
Enquanto isso, um grupo do Instituto de Tecnologia de Massachusetts desenvolveu um novo sistema de armazenamento de energia de turbina usando uma cavidade, bola de concreto submersa:enquanto suas lâminas giram, parte da eletricidade gerada alimenta uma bomba que empurra a água do mar para fora do contêiner; quando os ventos morrem, a água flui de volta, girando uma turbina e gerando eletricidade [fonte:Harbison].
O homem que deu nome aos apartamentos, o lendário cientista atmosférico Charles David Keeling, que era afiliado ao Instituto Scripps de Oceanografia da Universidade da Califórnia em San Diego de 1956-2005. © Jim Sugar / Corbis O campus de San Diego da Universidade da Califórnia conhece arquitetura atraente. Além de sua famosa biblioteca Geisel, embalado no topo de sua árvore de concreto, o campus de 50 anos hospeda o que há de mais moderno em estilos.
Apartamentos Charles David Keeling, com seus embaralhados, formas retilíneas, ornamentação esparsa e construção de concreto e vidro, certamente se encaixam com seus vizinhos modernos. Mas eles também se baseiam nos aspectos mais verdes da estética moderna - amplo uso de vidro para maximizar a luz natural, ênfase no sol e sombra para aumentar o conforto, emprego de materiais em estados sem adornos - e levá-los à sua lógica, conclusões verdes.
As formas do edifício e os arranjos das janelas maximizam a ventilação natural, que reduz o consumo de energia em 38 por cento, enquanto um sistema de painéis, passarelas e vidro de baixa emissividade térmica (baixa emissividade térmica) reduzem a radiação solar de entrada. Os edifícios também incluem células solares e um sistema de conservação e reutilização de água que se estende desde o paisagismo até banheiros de baixo fluxo e reciclagem de águas residuais no local. A vegetação nos telhados resfria os apartamentos ao mesmo tempo que direciona a água para bacias de retenção, reduzindo os níveis de poluentes no escoamento de águas pluviais [fonte:Goodman].
Adequadamente, o prédio tem o nome de um cientista americano que foi um dos primeiros a alertar o mundo sobre o efeito estufa.
Nesta imagem, você pode ver as duas histórias principais dos quatro andares, Totalmente reciclável R128 House. Empoleirado nos penhascos da Alemanha, ele também vem com vistas incríveis. Imagem cedida por Josef Schulz, Düsseldorf / Alemanha e Werner Sobek Group GmbH Werner Sobek tem experiência em projetar o futuro. Ele também é um pouco luminoso de estrutura verde, também. Vamos dar uma olhada em sua Casa R128 como prova.
O problema de construir uma casa adequada às paredes íngremes do vale de Stuttgart sem sacrificar um iota da vista deslumbrante é o suficiente para desafiar qualquer arquiteto, mas Sobek também optou por fazer de sua casa R128 um estudo de sustentabilidade [fontes:Dwell; Werner Sobek].
100 por cento reciclável, a casa mortise-and-tenon é totalmente modular, e monta e desmonta mais facilmente do que a maioria dos móveis da Ikea. O R128 não produz emissões e fornece toda a energia de que precisa por meio de suas células solares. Possui paredes de vidro em todos os lados, consistindo em alta qualidade, painéis isolantes de vidro triplo [fontes:Dwell; Hart; Werner Sobek].
Não é o lar para a alma modesta, mas, então de novo, essa é a ideia. Apenas certifique-se de trazer muito Windex.
Uma foto como esta (do tufão Namtheun de 2004) fazia parte do dia de trabalho do GOES 9. Imagem cortesia da NASA e NOAA A série de naves orbitais do Satélite Geoestacionário Operacional Ambiental (GOES) desempenhou um papel vital no monitoramento do tempo e do clima da Terra desde que a NASA lançou o primeiro da família em 16 de outubro, 1975 [fontes:NOAA OSO].
O sistema entrou em alta velocidade com o lançamento de sua segunda geração, a série GOES I-M, o que levou o tempo de observação da Terra de 10 a 100 por cento. Lançado de 1994 a 2001 e desde o descomissionamento, GOES 9-12 desvendou os mistérios das nuvens e do nevoeiro, correntes oceânicas, tempestades e ventos, e até a neve derrete. Ele fez isso fundindo os dados do sensor das bandas visuais e infravermelhas com informações de uma matriz global de estações de coleta de dados, balões e bóias. O sistema atual, VAI N-P, traz versões aprimoradas de instrumentos semelhantes e também alguns novos [fontes:NOAA OSD; NOAA OSO].
Tradicionalmente, pelo menos dois satélites GOES operam ao mesmo tempo, um em cada costa da América do Norte. Atualmente, GOES-13 é denominado GOES-East e GOES-15 é denominado GOES-West. Além disso, GOES 12 monitora a América do Sul. A próxima geração de embarcações, com lançamento previsto para 2015, irá adicionar novos gadgets, incluindo um mapeador de relâmpagos e dois instrumentos solares para monitorar melhor a emissão de raios X e radiação ultravioleta extrema do sol [fontes:GOES-R Program Office; NOAA OSO; NOAA OSO].
Um dispositivo de energia das ondas PB150 PowerBuoy espera no cais em Invergordon, Cromarty Firth Escócia. © Ashley Cooper / Corbis Suposições educadas de energia recuperável das ondas oceânicas podem chegar a dezenas a centenas de terawatts (trilhões de watts) por ano, mas descobrir uma maneira ecologicamente correta de aproveitar essas ondas saborosas historicamente deixou os engenheiros desanimados. Recentemente, Contudo, o campo passou por uma mudança radical, graças a pessoas como a Ocean Power Technologies.
O apelo do Autonomous PowerBuoy deriva tanto de sua pequena pegada quanto de seu princípio direto:uma bóia de 1,5 metros de altura balança nas ondas, puxando uma longarina de ancoragem ligada a um motor rotativo no fundo do mar. O movimento das ondas para cima e para baixo aciona o motor, que gera eletricidade. Se isso parece simples, não é:lidar com variações na força de atração causadas por ondas de tamanhos diferentes, o flutuador precisa de um computador de bordo para ajustar a resistência da longarina 10 vezes por segundo [fontes:Fecht; OPTAR].
Uma série de PowerBuoys atualmente operam nas águas ao redor do Havaí, cada um gerando 0,04 megawatts de energia, mas as bóias planejadas para águas escocesas podem elevar esse número para até 0,15 megawatts. De acordo com o fabricante Ocean Power Technologies, uma vez configurado em grades, as engenhocas oscilantes podem chegar a centenas de megawatts [fontes:Fecht; OPTAR].
Esta imagem da fachada oeste do edifício Federal Center South permite que você veja o quanto o antigo local do Superfund mudou. Foto GSA, publicado originalmente por GSA.gov Há uma velha piada que diz que a solução do Corpo de Engenheiros do Exército para qualquer problema é simplesmente despejar mais concreto. Nós vamos, você não saberia ao ver a sede do distrito noroeste da agência, que não apenas ocupa o 1% dos edifícios de escritórios com eficiência energética em todo o país, mas também é leve, arejado e abundante com madeira, vidro e espaços fluidos - tudo em um site Superfund recuperado e remediado [fontes:Gendall; Bom homem].
Projetado por ZGF Architects e construído por Sellen Construction, o edifício canaliza a luz de um átrio central e janelas externas para vários espaços de reunião, enquanto as paredes cúbicas rebaixadas permitem que a luz penetre também no cubículo. O sombreamento da janela externa e interna controla a carga de calor, assim como o uso de janelas de clerestório. As seções de madeira foram construídas em parte com materiais recuperados de um armazém desativado nas proximidades. Para manter o interior fresco, o ar externo passa pela filtragem de nível MERV 15 para fluir pelos pisos, velas resfriam o interior por meio de princípios de resfriamento radiante e um tanque de armazenamento térmico emprega um material de mudança de fase (PCM) para embalar a energia de resfriamento contra as necessidades futuras [fontes:Gendall; Bom homem].
A propósito, valor mínimo de relatório de eficiência, ou MERV, é uma classificação de eficácia do filtro de ar, e é baseado no desempenho do pior cenário. Portanto, um filtro MERV 15 como o descrito aqui é 85-95 por cento eficiente na remoção de partículas medindo 0,3-10 mícrons - a escala de partículas que espirram e bactérias individuais [fontes:EPA; Wilkinson].
Percorremos um longo caminho desde o que o arquiteto modernista Le Corbusier chamou de "máquinas para se viver". Ou devo dizer círculo completo? Moradias humanas, como iglus, as tendas e as cabanas de bambu com telhado de palha há muito usam materiais e padrões locais adequados aos ambientes locais - a essência da sustentabilidade.
Claro, é possível que em algumas décadas o pêndulo oscile de volta em direção a uma abordagem mais simples, momento em que essas estruturas podem parecer ridículas para nossos filhos, mas eu duvido. Afinal, ainda apreciamos as tentativas modernas de meados do século de voar alto enquanto insultamos o brutalismo atarracado que se seguiu. Além do mais, provavelmente estaremos ocupados demais construindo diques e suando com a conta de luz para notar.
