O arquiteto Severiano Porto é um profissional à frente de seu tempo. Há 30 anos, quando a palavra bioclimatismo nem sequer fazia parte do repertório da produção arquitetônica, ele já desenvolvia projetos divulgando novas idéias de tratamento do espaço de acordo com o clima, aliado à constante preocupação dada a aspectos relevantes da arquitetura regional da Amazônia. Ele difundiu uma arquitetura de forte feição regionalizada, em que se destaca o uso da madeira em sua permanente busca por uma relação entre construção e natureza. Mas não descartou o concreto, o aço e a alvenaria em muitas de suas obras.

A importância de seu trabalho adquire nova feição, agora que o mundo se volta para a necessidade de redução do consumo de energia. No caso das edificações, isso significa diminuir o uso de sistemas de ar condicionado e reforçar as soluções de ventilação natural, que o arquiteto já praticava há três décadas. Tanto que três de suas obras foram objetos da dissertação de mestrado “Arquitetura bioclimática e a obra de Severiano Porto: estratégias de ventilação natural”, desenvolvida pela arquiteta Letícia Neves. Aqui ela analisa essas edificações, parte de seu trabalho acadêmico, desenvolvido na Escola de Engenharia de São Carlos/Universidade de São Paulo, sob orientação da professora Rosana Caram. Todas estão localizadas na cidade de Manaus: o campus da Universidade do Amazonas (atual Ufam), a sede da Superintendência da Zona Franca de Manaus (Suframa), ambas de 1973, e as Aldeias Infantis SOS Brasil, de 1994.

CAMPUS DA UFAM, 1973

O campus localiza-se em área cercada de nascentes e envolvida por vegetação tropical nativa, o que demanda o mínimo de interferência possível na paisagem original. O arquiteto resolveu essa questão ao implantar as edificações concentradamente em um platô central, com arruamento periférico que se acomoda à topografia mais acidentada.

Os edifícios têm as menores fachadas na direção leste-oeste, o que reduz significativamente a incidência de radiação solar, e procura expor as fachadas maiores aos ventos dominantes da região, que são predominantemente nordeste (variando de norte a leste). Jardins são dispostos entre os prédios, oferecendo grandes áreas sombreadas.

As coberturas-tipo são de estrutura metálica modular, sistema que, segundo o arquiteto, foi escolhido tanto para facilitar a etapa de montagem, no curto período de seca, como para garantir flexibilidade para ampliações e manutenções, já que se trata de obra pública. Funcionam como elemento integrador dos diversos edifícios, constituindo espaços ora de circulação, ora de estar e convívio.

A cobertura é a face do edifício mais atingida pela radiação solar, devido à baixa latitude da região. Dessa forma, além dos grandes beirais da cobertura metálica, os ambientes fechados são protegidos por uma alvenaria independente da estrutura principal, formando um sistema de dupla cobertura.

Efeito chaminé

Uma das estratégias mais criativas para prover ventilação natural é o efeito chaminé, que, associado à ventilação cruzada, procurou garantir conforto térmico sem gasto de energia. No projeto original, os blocos de salas de aulas possuíam aberturas zenitais na laje de concreto, que funcionavam em conjunto com o lanternim da cobertura, localizado na fachada sul. O sistema visava favorecer a extração do ar quente pela cumeeira e garantir a formação de uma camada de ar móvel entre o forro e o telhado, dissipando o calor advindo da incidência de radiação sobre a cobertura. Porém, essas aberturas encontram-se hoje todas vedadas, pois foram instalados equipamentos de refrigeração artificial em todos os ambientes fechados do campus.

A ventilação cruzada, no entanto, é opção que ainda funciona, através das aberturas laterais situadas em paredes opostas (norte-sul). O vento chega oblíquo em relação ao plano da abertura de entrada do ar, proporcionando uma ventilação bem distribuída, já que o ar se torna turbulento no espaço interno.

O desenho das esquadrias é certamente o ponto forte dessa estratégia. São aberturas do tipo pivotantes horizontais, o que dá ao usuário a possibilidade de regular a direção do fluxo de ar e permite até 100% de área real de abertura. Oferecem mecanismos separados de abertura das folhas opacas (amarelas), que estão no nível dos usuários. As folhas transparentes possuem um sistema único de movimento, acionado por manivela.

Mata nativa

Medições realizadas em uma sala de aula padrão mostraram, no entanto, que o nível de aproveitamento do vento externo disponível está abaixo do esperado, ficando entre 21% e 39%, quando deveria ser de até 65%. Esse fator torna-se agravante quando são analisadas as velocidades de ar, pois o vento externo disponível já é fraco e insuficiente para que haja uma ventilação natural adequada. A média externa obtida foi de 0,52 m/s, enquanto a média interna ficou entre 0,10 m/s e 0,25 m/s, o que é pouco perceptível pelo ser humano e pode provocar uma sensação de esfriamento de apenas 0,7° C.

As causas desses baixos índices estão tanto na presença de mata nativa fechada no entorno e de jardins densos entre as construções, o que atrapalha a circulação de ar externamente, como no posicionamento relativo às aberturas de entrada do ar, em função das características dinâmicas do vento. Como essas aberturas estão posicionadas a norte, enquanto o vento varia para leste, a captação no ambiente interno é muito baixa.

Temperatura, umidade relativa e velocidade do ar foram medidas no período de janeiro e fevereiro de 2006 (nas três obras analisadas, como parte do trabalho acadêmico).

As medições de temperatura revelaram a baixa inércia térmica da construção, solução recomendada para o clima quente e úmido, já que as oscilações durante o dia são baixas (a amplitude média fica em torno de 7° C) e o acúmulo de calor não é desejado. Entretanto, as temperaturas internas chegam a ultrapassar a zona de conforto (estabelecida pela Ashrae Standard 55-2004) em algumas horas da tarde.

Para a solução desse problema, seria indicado maior isolamento térmico e/ou reflexão da radiação solar pelas superfícies externas - por exemplo, com o uso de material refletor na cobertura, como o alumínio, e a pintura das telhas de fibrocimento na cor branca.

De modo geral, o desempenho dos edifícios mostrou-se adequado ao clima na maior parte do tempo. Uma questão que se coloca, no entanto, é qual o motivo que levou à instalação de ar-condicionado em todos os ambientes fechados, em um projeto que apresenta claras preocupações com a obtenção de conforto térmico por vias passivas.

Ar condicionado

Aqui entra um dado importante, que deve ser levado em conta: a difusão excessiva e muitas vezes desnecessária do uso de climatização artificial. A adesão indiscriminada ao sistema de ar condicionado faz com que os usuários o utilizem freqüentemente em situações onde é possível a obtenção de conforto por condições naturais.

Destaca-se a preocupação constante do arquiteto na aplicação de diversos conceitos bioclimáticos, o que não se observa na grande maioria das construções na cidade de Manaus. Isso se reflete na análise empreendida, que mostra um bom nível de conforto por meios passivos, o que tornaria desnecessário o uso de arcondicionado em grande parte do dia.

SEDE DA SUFRAMA, 1973

Com forte presença do concreto armado, esta obra se destaca pela proposta apresentada para ventilação por efeito chaminé. O edifício é marcado por dois projetos distintos - ambos de Severiano Porto -, devido a um incêndio na década de 1990, que destruiu toda a sua área interna. Na reconstrução procurou-se resolver diversos problemas existentes no projeto original.

O edifício tem módulos estruturais de 15 x 15 metros, independentes entre si, em concreto aparente - única parte do edifício que permaneceu intacta após o incêndio. Os módulos possuem forma de tronco de pirâmide oca, funcionando como coifas para extração do ar, em efeito chaminé.

A intenção foi fazer uma área coberta contínua de grandes proporções, para proteção da insolação direta. Dessa forma, a cobertura adquire, além da função de vedar e proteger das chuvas, o papel de climatizar os ambientes. Porém, a estrutura utilizada não permite proteção adequada das fachadas onde ocorre maior incidência da radiação solar. Por isso, no projeto de reforma foram instalados brises externos em todas as faces transparentes. Eles são verticais e móveis, manipuláveis conforme a necessidade de proteção do recinto.

Os ambientes fechados abaixo da cobertura possuem aberturas em laterais opostas, visando proporcionar ventilação cruzada. As esquadrias são do tipo maxim-ar e de uma folha com dobradiça, que se abre totalmente para o lado externo. As do tipo maxim-ar, no entanto, apresentam grandes limitações de desempenho quanto à ventilação natural, por sua área real de abertura ser muito reduzida.

Cada módulo da cobertura possui uma abertura zenital protegida por um domo de fiberglass com medida de 1,30 x 1,40 metro. Esse sistema, além de proporcionar leve iluminação interna, foi projetado para funcionar como abertura de saída do ar para ventilação por efeito chaminé.

Alteração de projeto

Sabe-se que, para bom funcionamento do efeito chaminé, dois fatores primordiais são a diferença de altura entre a entrada e a saída do ar e o tamanho das aberturas para elas. O pé-direito da coifa chega a 8,70 metros, altura suficiente para que haja um bom gradiente de temperatura, favorável à ventilação. Porém, a área de abertura dos domos é pequena, o que prejudica a ventilação. Essa área foi reduzida no projeto de reforma, pois antes do incêndio os ambientes internos eram atingidos pela água da chuva. Após o rebaixamento dos domos, as aberturas de saída do ar das coifas ficaram com apenas dez centímetros de altura, o que é insuficiente para a criação de uma zona de sucção que resulte em fluxo vertical.

Como é a menor abertura - seja de entrada ou de saída - que determina a velocidade do fluxo de ar em um ambiente, essa alteração do projeto original dificultou a circulação. Também contribui para isso a proteção lateral dos domos, que faz com que o ar tenha de percorrer um trajeto sinuoso antes de atingir a área externa.

O monitoramento da ventilação natural comprova que não há um fluxo de ar ascendente. Como os ventos locais externos são muito fracos (em torno de 0,4 m/s), a única maneira de prover ventilação natural seria através do efeito chaminé, que poderia originar fluxos de ar pela diferença de temperatura. Porém, a estratégia, apesar de corretamente prevista, não foi adequadamente dimensionada, evidenciando a importância de detalhes projetuais no funcionamento do conjunto. É importante ressaltar que a solução proposta de início é original e poderia funcionar de forma satisfatória.

ALDEIAS SOS BRASIL, 1994

Apesar de não serem consideradas obras de maior importância na carreira do arquiteto, as Aldeias Infantis se destacam pelo cuidadoso trabalho de ventilação natural, através do grande refinamento no projeto de esquadrias, visando o melhor proveito possível dos ventos dominantes locais. O conjunto se destina à moradia de crianças órfãs e é constituído por casas-lares e equipamentos de educação e lazer. A implantação procurou seguir as curvas de nível do terreno.

Isso faz com que cada edifício esteja em cota diferente, o que facilita a circulação do vento. A orientação das edificações é adequada em relação à trajetória do sol, já que as menores faces estão voltadas para leste e oeste, mais castigadas pela incidência solar. Beirais generosos e varandas ajudam a proteger todas as fachadas da radiação solar e das chuvas.

O chapéu de palha é o elemento de ligação de todo o conjunto. Estabelece uma circulação sinuosa que integra todas as casas-lares a um espaço único e comum, formando uma espécie de rua-praça. Pelo sistema construtivo, materiais utilizados, tipologia e plasticidade, constitui clara referência à cultura regional e mostra a preocupação do arquiteto de mantê-la e transmiti-la às novas gerações.

As casas-lares possuem implantação lindeira à circulação do chapéu de palha, ligeiramente na diagonal em relação aos ventos dominantes, o que favorece a distribuição interna do fluxo de ar. Sua distância permite uma boa ventilação entre as edificações, sem que se perca a relação de vizinhança desejada.

Ventilação cruzada

A forma alongada das habitações, com pequenas reentrâncias e saliências, contribui para captar o vento, canalizando-o e direcionando-o para o interior. A disposição de aberturas e a distribuição dos espaços internos foram idealizadas de modo a privilegiar a ventilação cruzada. A presença de elementos vazados em alguns pontos da casa (jardim interno, corredor de circulação e cozinha) proporciona ventilação constante.

O eixo de circulação central da casa constitui um percurso de circulação do ar permanente. É formado por uma parede de elementos vazados a leste, para a entrada do ar, e uma esquadria a oeste, para a saída. Além disso, aberturas situadas próximas à cobertura nas duas extremidades da edificação (grelhas de madeira, do tipo muxarabi) e a ausência de forro em todo o corredor de circulação principal permitem ventilação cruzada, logo abaixo do telhado.

As esquadrias foram projetadas para aproveitar ao máximo o fluxo de ar disponível. Possuem aberturas separadas em diferentes alturas, o que permite direcionar o vento de acordo com a necessidade, podendo passar ou não pela zona de atividade. Na sala, as esquadrias apresentam dois mecanismos de abertura: folhas pivotantes horizontais com venezianas móveis, que permitem controle da quantidade e direção do vento no ambiente interno; e venezianas horizontais fixas, sempre abertas para a passagem do ar.

Nos quartos existem dois tipos de esquadrias, com esquema de funcionamento semelhante ao da sala. A esquadria maior possui venezianas fixas na parte inferior, para ventilação constante na altura das pessoas deitadas, e a parte superior conta com sistema de correr, com os trilhos dispostos do lado externo da edificação, o que permite 100% de área real de abertura. A esquadria menor é diferente em sua parte superior, que é pivotante horizontal. Ambas apresentam a possibilidade de abertura das venezianas em separado.

O monitoramento da ventilação natural permitiu verificar a real eficácia das estratégias propostas pelo arquiteto e identificar elementos desfavoráveis.

A sala possui aberturas de saída do ar ligeiramente maiores do que as de entrada, o que otimiza a velocidade do ar no interior do ambiente. Já o eixo de circulação central acusou velocidades do ar abaixo do esperado. Uma das causas desse resultado está na abertura de entrada do ar - os elementos vazados da fachada leste, que estão mal posicionados em relação aos ventos dominantes locais. Um ligeiro deslocamento poderia aumentar o fluxo de ar que penetra por ali.

Planos inclinados

Já no quarto, a área de abertura para saída do ar é consideravelmente menor do que a de entrada, enquanto, para o bom funcionamento da ventilação cruzada, recomenda-se que as áreas de entrada e saída sejam semelhantes, ou que a saída seja ligeiramente maior. Neste quarto existe área suficiente para aberturas de saída mais generosas, o que poderia aumentar a velocidade do ar.

Além da ventilação cruzada, o arquiteto faz uso do efeito chaminé. Nos quartos, o forro de madeira é formado por dois planos inclinados, cuja cumeeira possui pequena abertura. A intenção de Severiano era que esta funcionasse como saída do ar do interior, para extração através do corredor de circulação principal, onde há corrente cruzada. Entretanto, seu tamanho reduzido dificulta o efeito - possui apenas dez centímetros de largura. Outro fator desfavorável é a diferença de altura entre as aberturas de entrada e saída do ar, que é de apenas 2,2 metros, insuficiente para um gradiente razoável de temperatura. As medições de temperatura e velocidade do ar comprovaram a ineficiência desse sistema.

Componente ativo

Em ambientes naturalmente ventilados, também se faz necessária uma adequada apropriação desses conceitos pelos usuários da edificação. O papel destes é de fundamental importância para o desempenho térmico do edifício, pois depende deles a adequada utilização dos meios de controle, como abrir janelas, fechar cortinas e apagar as luzes. O usuário é um componente ativo do sistema.

Não há aparelhos de ar condicionado nas edificações da Aldeia. O monitoramento de temperatura e umidade comprova o bom desempenho térmico das casas-lares, e os próprios moradores afirmam que a edificação é bem arejada, mesmo nas épocas mais quentes do ano. Isso mostra que, em casos como este, a aceitação das estratégias de climatização natural é maior e as condições naturais não impedem o conforto dos ambientes.

Essa obra é um exemplo marcante do uso de conceitos regionais, característica inerente ao arquiteto. As estratégias adotadas para ventilação natural mostram soluções ricas em detalhes que justificam a singularidade da obra. Das três analisadas aqui, esta é a que melhor exemplifica a aplicação de conceitos regionais e bioclimáticos presentes na discussão sobre a produção de Severiano Porto.

Publicada originalmente em FINESTRA
Edição 52 Março de 2008