Futura Unidade do IMPA (concurso)

PLANO INCLINADO
A área de implantação da Futura Unidade do IMPA apresenta uma característica geomorfológica bastante recorrente no Rio de Janeiro: ao pé do morro, no caso, na base do corcovado cujo cume está a cerca de 2.500 m em distância horizontal e 700 m acima dali. Embora a área total de terreno seja generosa, 251.000 m2, a área passível de ocupação alcança apenas 10% disso. Essa porção de terreno está entre a rua Barão de Oliveira Castro, que marca na cota de nível mais baixa do terreno, e as áreas de floresta que cobrem todo o morro. Trata-se de uma área já nitidamente impactada, transição entre as áreas urbanizadas abaixo e a mata original acima, que exibe resquícios de sua antiga exploração, com destaque para a cratera produzida pela extração de pedras, e ocupação, como os patamares e reminiscências de antigos muros de arrimo.
A frente para a rua é proporcionalmente tão estreita que ganha o valor de porta. Seriam 45 m, mas uma única rocha ocupa 11 m desta frente e divide os acessos em duas possibilidades: 12 m a oeste da rocha, com topografia aparentemente menos convidativa, e 22 m a leste, com um conjunto de árvores mais importante.
Uma linha de eixo traçada a partir do centro desta ‘porta oeste’, nível 24 m, com declinação de cerca de 30° para oeste, até o centro da cratera alcança o patamar existente, nível 55 m, e está perpendicular às curvas de nível e definem a declividade do plano: 25%.
É a partir deste eixo traçado que se estrutura o conjunto da presente proposta.
O plano inclinado, que se lê tão nitidamente a partir desta primeira ação, domina a característica topográfica, que se apresentara como dificuldade ou obstáculo, a ponto de transformá-la em solução.

ESTRATÉGIA PARA A EXECUÇÃO DA OBRA
Na esteira do eixo traçado, escava-se uma trincheira rasa com 7,5 m de largura para construir o plano inclinado a 25% que liga a cota da rua ao grande patamar existente ao pé da cratera. Esta trincheira é a base de instalação de duas máquinas que se sucedem.
Máquina de Obra e Máquina de Uso
Um pórtico, a máquina de obra, será armado neste plano inclinado para a realização da construção. Ele será protagonista no transporte de materiais, peças pré-fabricadas e equipamentos desde a rua até cada nível deste canteiro de obras verticalizado.
O elevador de plano inclinado, ou funicular, sucede o pórtico para o transporte de pessoas. Vale destacar: um par de elevadores, que funcionam no mesmo percurso com 12 paradas, será o único transporte mecânico para todo o conjunto construído.
Acessibilidade e Preservação
A economia de percursos e acessos excessivos pelo terreno liberam a arquitetura de um sem número de escadas, caminhos, pavimentações. Portanto, nesse caso, um bom plano de acesso vertical corresponde a possibilidade de maior preservação e menor ocupação do terreno.
Soma-se a isso o fato de que a implantação proposta se serve dos platôs existentes e se restringe às áreas de topografia mais favorável e também àquelas já mais impactadas. O projeto impõe a remoção ou transplante de algumas árvores. São 91 atingidas no total. Entre elas, a maior parte são exóticas. As nativas serão todas transplantadas.
Vale destacar que o projeto prioriza a manutenção da permeabilidade do solo com os edifícios, alas, todos soltos do chão. Além disso, as lajes de cobertura ajardinadas recompõem nalguma medida a característica de permeabilidade. O eixo, que é o único edifício que emerge do chão, tem uma posição favorável, pois perpendicular à topografia não se opõe ao caminho natural das águas. Por fim, o próprio conjunto de espelhos d’água usa uma fonte existente, que desce a cratera, e recompõe o caminho natural deste fio d’água.

ESTRATÉGIA PARA A ARQUITETURA
O plano inclinado que a trincheira inaugura é crucial para a obra e vital também para a arquitetura. Mais do que prover acesso vertical é por ele que se estrutura todo o programa do conjunto construído. Assim, ele foi tratado à semelhança das prumadas que se agrupam no core de um edifício vertical, similar ao feixe de infraestrutura de uma rua qualquer para tornar possível a ocupação das construções ao longo. Passagem obrigatória para todo o conjunto, o eixo teria apenas por isso uma vitalidade garantida. Mas é mais, somou-se a ele o programa mais perene, aquele que confere um caráter especial ao conjunto e, ao mesmo tempo, no caso o que se constitui no programa mais comum: os gabinetes dos matemáticos. Assim como as casas animam uma rua, aqui, são os gabinetes que se esparramam por todos os níveis e constroem a face do eixo estruturador do programa, é esta atividade perene que confere melhor qualifica a vida ali.
O eixo estruturador
Os dois funiculares estão dispostos em dutos de corrida nas bordas da trincheira, cada um deles com largura de 2,5 m. Sobre os dutos, um par de escadarias internas conecta toda a extensão do eixo: conexão curta, alternativa de acesso e segurança. O faixa central da trincheira, também com 2,5 m de largura, é o leito para o feixe de infraestrutura de instalações. Faz também as plataformas de embarque e desembarque para cada uma das doze paradas. Cada uma das doze estações corresponde a um item do programa que lhes confere caráter próprio. A partir de cada plataforma de embarque e desembarque, por um percurso de 12,5 m perfeitamente horizontal, chega-se ao hall de distribuição daquele nível. Seguindo-se pelo mesmo corredor por mais 12,5 m, em paradas escolhidas, chega-se à área externa: escadaria e contínua com 7,5 m de largura faz a conexão ao ar livre de todo o conjunto e que se soma aos gabinetes, além das suas próprias varandas laterais, como área externa.
O acesso e a disposição do programa ao longo do eixo
O eixo, portanto, arranca junto à rua [nível 24,000], num espaço de acolhimento e acesso à primeira estação. Este acolhimento está abrigado sob o volume administrativo [níveis 27,125 e 30,250], cuja cobertura [nível 33.375] é um espelho d’água que funciona também como varanda do primeiro piso da biblioteca. Ao longo do desenvolvimento do eixo, sucedem-se os gabinetes [72 salas com possibilidade de expansão até 117] e acessos aos diversos itens do programa. O eixo culmina noutro espelho d’água que faz o ‘chão’ do recinto da cratera [nível 61,500], sob o qual estão dispostos auditório, café e o espaço expositivo [nível 58,375].
Os programas que complementam o conjunto estão dispostos tipicamente como alas a leste e oeste e ao longo do desenvolvimento vertical deste eixo.
No ponto mais alto, de um lado e outro, dois níveis sucessivos para as residências [níveis 55,250 e 52,125]. Logo abaixo delas, o apart hotel a oeste [níveis 49,000 e 45,875] e os dormitórios a leste [níveis 45,875 e 42,750]. Então, sempre baixando, os dois níveis do bloco didático a oeste [42,750 e 39,625], e o refeitório a leste [nível 39,625].
Ao nível do estacionamento [36,500], os automóveis cruzam o eixo como num porte couchère, o que permite a conexão abrigada e confortável com o sistema de funiculares.
A Biblioteca disposta também em dois níveis [36,500 e 33,375] tem destaque na fachada para a rua.

Espelho d’água
Visto por cima, as coberturas, como regra, são ajardinadas. Nesta vista, o eixo ganha destaque também, pois sua escadaria contínua é o pavimento que se vê na cobertura. Este plano inclinado começa e termina em duas praças d’água. Os espelhos d’água aqui tem uma boa razão para existir: há um fio d’água quase perene que desce pela cratera da antiga pedreira. Esta água repõe a perda por evaporação e faz, por vezes, os espelhos d’água com água corrente. De fato, a água faz seu próprio percurso desde a cota mais alta até o espelho inferior. Dali, extravasa para o tanque de reuso. Mais que uma razão pragmática, o espelho d’água é desejável para a ambiência daqueles espaços e para um equilíbrio adequado entre as construções e o verde recomposto naquele pé de morro.

SISTEMA CONSTRUTIVO COMBINADO
O eixo que emerge do chão
O sistema construtivo proposto mescla elementos em concreto armado pré-fabricado e moldado in loco, também em aço e madeira. Esta combinação privilegia a estratégia construtiva e arquitetônica.
Durante a fase de obra, o pórtico instalado na trincheira — além de transporte de materiais, peças e equipamentos — serve também à montagem de peças pré-fabricadas junto ao eixo. Assim, para a construção do eixo, os elementos verticais ou as linhas de paredes longitudinais [dois pares] são feitas com painéis de concreto pré-fabricados. Lateralmente a estas duas linhas de parede, na direção oposta como contrafortes, estão dispostas as paredes que fazem os gabinetes. Também as escadarias todas, serão feitas com peças pré-fabricadas. As lajes planas por sua vez, serão concretadas in loco, pois são de extrema simplicidade e assim engastadas aos elementos verticais, mesmo esbeltas, garantem o travamento dos painéis. Além disso, as lajes moldadas se prestam a passagem de instalações permitindo uma obra mais simples, mais limpa e econômica nos seus elementos.

As alas elevadas do solo
As alas não tocam o solo, as águas de chuva passam sem obstáculo, não alteram a permeabilidade do solo.
O sistema construtivo para as habitações, apart-hotel, dormitórios e núcleo didático privilegia o conforto acústico e um aspecto final da leveza que se deseja imprimir às alas elevadas. Faz-se o seguinte:
Um único plano é feito com laje de concreto armado moldada in loco, laje espessa — entre 25 e 30 cm — sem vigas. A laje se apoia em pilares de concreto de seção quadrada que vão ao chão com vãos típicos entre 7,50 m e 10,00 m. Esta laje é intermediária, ou seja, ela faz o teto do nível inferior e o piso do segundo nível. A partir dela tirantes metálicos sustentam vigas de aço e um estrado de madeira que faz o piso do nível inferior e, opostamente, apoia pilares de aço e vigas de aço que sustentam o estrato de madeira para o teto jardim do nível superior.
O refeitório tem apenas um nível, tendo a laje como piso e o teto em madeira.
A Biblioteca tem os três planos de laje — dois pisos — feitos em concreto moldado.
O nível de estacionamento é feito por uma grelha em aço eletrosoldada, portanto é totalmente permeável e não obriga a pavimentação da área destinada ao estacionamento de 120 automóveis.
Vale destacar, definida a estratégia, a construção é extremamente simples. Digo, são construções de pequeno porte, dois pavimentos, sem grandes exigências estruturais. Além disso, minimizou-se ao máximo as interferências no terreno e alterações das características topográficas. Assim, descrita a estratégia, a construção prescinde aqui de maiores comentários, pois a partir deste ponto é corriqueira.

CONFORTO
Acústico
O desempenho acústico é garantido em primeiro lugar por decisões gerais: implantação, orientação: por isso as habitações nas cotas mais altas, por isso também os gabinetes se abrem para fora do eixo. Em seguida, a escolha do sistema construtivo e materiais: a laje de concreto intermediária nas unidades de moradia e permanência, paredes divisórias devidamente tratadas e assim por diante. Em seguida, a modelagem computacional na fase de desenvolvimento do projeto, permite avaliar o desempenho do edifício ainda em projeto e calibrar cada escolha e decisão de modo a atingirmos os parâmetros adequados.
Iluminação e conforto térmico
O mesmo pode ser observado para as condições de conforto em geral, iluminação e ventilação natural, desempenho térmico. Para estes a implantação em meio à vegetação densa que se pretende recompor ali é crucial e recomenda uma orientação para garantir condições de conforto de modo natural. No entanto, atualmente há recursos mecânicos que nos permite incrementar esta performance natural. É neste sentido que se propõe combinar laje radiante — serpentina de água, fria normalmente e eventualmente aquecida, que usa a inércia térmica da laje de concreto para garantir condições de conforto térmico sem as inconveniências dos dutos de ar e sem colidir com a possibilidade de ventilação natural. Uma central de água gelada — chillers à agua ou ar — instalados a leste sob a grelha de piso dos automóveis provê água fria para o sistema que alcança cada área servida pelo feixe de infraestrutura de instalações na faixa central do eixo.
Espaços com grande concentração de pessoas como o auditório, salas de aula e refeitório podem exigir soluções combinadas com insuflamento de ar.

SUSTENTABILIDADE
Premissas de projeto
Como é de se supor, é meta deste projeto a construção de um edifício com baixo nível de consumo de energia. Este tema crucial com o qual nos alinhamos e que, vale dizer, já não pertence mais aos dilemas da arquitetura, uma vez que paulatinamente deixa de ser questão de escolha e se torna obrigação por força de normas e leis.
Também aqui, relacionamos os seus aspectos mais importantes às decisões gerais do projeto: implantação, orientação, qualidade — capacidade de isolamento e fator de proteção solar — das paredes externas e coberturas. Depois, também como já descrito, também aqui é fundamental o uso dos recursos para simulação do desempenho do edifício em modelos computacionais para orientar ou calibrar decisões preliminares.
A iluminação privilegia o uso da luz natural, para luz artificial orienta para soluções de baixo consumo e, importante, parâmetros razoáveis com níveis lumínicos comedidos.
Equipamentos em geral devem atentar para parâmetros de consumo e também emissão de ruído. O consumo de água tem a mesma orientação de baixo consumo, coleta de água de chuva e reuso para os usos adequados.
É possível, inclusive, considerar as vantagens de uso de painéis solares para geração de energia, uma vez que está homologação hoje o consumidor/gerador de modo que o excedente de produção pode ser distribuído na rede numa compensação vantajosa entre consumo e geração. Dentro desta possibilidade, é possível inclusive combinar de modo associado a antiga sede do IMPA com esta ampliação futura, de modo a aproveitar praças solares passíveis de uso lá para consumo em qualquer das unidades.

Metas durante a execução da obra
A própria obra pode já marcar o seu compromisso com a gestão sustentável da construção. Para isso, deve-se incluir na sua programação de obra um profissional experiente em gestão ambiental, elaboração de planos de gestão ambiental de resíduos da obra, equipe de campo para controle do cumprimento dos planos durante a execução da obra.
A certificação é tema polêmico, principalmente no que diz respeito a adoção de certificações estrangeiras para o contexto brasileiro. Nesse sentido, se for o caso, a recomendação é pela opção pela certificação brasileira, PROCEL, que seria uma decisão positiva no sentido de registrar o compromisso com o tema e também no sentido de fortalecer critérios de certificação que levam em conta as características locais.

CONCLUSÃO
Uma linha traçada no chão, ou segmento de reta, estrutura o argumento do projeto que se apresenta. Tomar o morro como um plano inclinado é transformar o obstáculo num recurso.
Um edifício novo que se serve da característica da topografia e das contradições daquelas precedências — rocha marco do acesso, cratera da antiga pedreira, patamares e clareiras reminiscentes de uma antiga ocupação — sem problemas com o passado e, assim, aberto ao futuro daquele lugar de modo a construir um convívio positivo entre dois mundos: construção e paisagem natural.
A meta é de que qualquer um daqueles espaços, sobretudo os gabinetes para os matemáticos, possa condensar estes dois mundos de tal modo que ninguém precise se dar conta disso quando gasta as horas pensando abstrações em caracteres matemáticos.
Futuras imagens para a arquitetura.