Reabilitação e Reforço de Património Industrial

Enquadramento do projeto

O Arsenal de Hanyang foi fundado por Zhang Zhidong, Governador-Geral de Huguang, com construção iniciada em 1892 e produção a partir de 1894. O complexo veio a produzir cerca de 1,08 milhões de espingardas fabricadas em Hanyang, a arma chinesa mais utilizada na Guerra de Resistência, e os seus edifícios são o começo físico da história industrial moderna da China.

O distrito de arranque de Guibei (Colina da Tartaruga Norte) atravessa agora o seu segundo ciclo de renovação, com 108.600 m² no total, dos quais 88.000 m² são antigos edifícios fabris. A reconversão assume a ativação do património industrial como base, as indústrias culturais e criativas como núcleo e o turismo cultural e o lazer como programa de apoio, com o objetivo declarado de criar um centro internacional de intercâmbio cultural e um destino de turismo cultural de renome mundial. O projeto abrange a proteção e reabilitação de 48 edifícios e estruturas de património industrial, segundo os princípios de um projeto por edifício, reparar o antigo como antigo, restituir o carácter original e acrescentar equipamentos com moderação.

Estruturalmente, o local não é um único tipo de edifício, mas o acumular de um século de construção industrial. As naves oficinais das fotografias são edifícios de grande vão, com pilares de betão a suportar vigas anelares e vigas de piso, paredes de alvenaria de tijolo a preencher entre pilares, e treliças de cobertura metálicas rebitadas ou soldadas a vencer toda a largura da nave sem apoios intermédios. O tabuleiro de cobertura e as suas estruturas de iluminação assentam sobre as treliças, e as fundações são superficiais e da época.

O estado anterior ao reforço era típico de uma instalação produtiva há muito abandonada. As paredes de tijolo estavam fendilhadas e com destacamento, as treliças metálicas e as suas ligações estavam corroídas para além da película de tinta, os painéis de cobertura estavam rotos e deixavam entrar luz nas naves, e entulho e detritos cobriam o pavimento. Tanto a envolvente como a estrutura precisavam de intervenção, e os trabalhos tinham de decorrer num parque que continuava a ter inquilinos, eventos ao vivo e abertura ao público.

Problemas

• Os sistemas estruturais são mistos e desiguais. Um local construído ao longo de mais de um século reúne alvenaria de tijolo, pórticos de betão armado, treliças metálicas de várias gerações e enchimentos posteriores, e nenhuma tipologia única pode ser aplicada a 48 edifícios. Cada estrutura teve de ser avaliada nos seus próprios termos.

• As naves são de grande vão, sem pilares intermédios. Uma treliça metálica que vence toda a largura da oficina suporta a cobertura e, numa nave reconvertida, as novas cargas variáveis e as cargas de equipamento de estúdios, palcos, galerias e espaços de reunião pública. Os pilares sob ela suportam as treliças e as vigas de piso, e a sua exigência axial acumula-se ao longo de toda a altura do edifício. Neste sistema, uma deficiência num pilar ou numa treliça não é um problema local, porque não existe um segundo caminho para essa carga.

• A condicionante patrimonial eliminou o primeiro instinto convencional. O valor destes edifícios reside no facto de serem as estruturas originais. Uma secção de betão espessada altera a proporção do elemento e deixa uma mudança permanente no tecido histórico, e um encamisamento metálico integral das treliças encerra a estrutura metálica original numa nova gaiola de aço e produz o mesmo efeito. Nenhuma das soluções se conciliava com um edifício cujo significado é a autenticidade, e nenhuma era reversível.

• Peso, pé-direito e fundações eram limites rígidos. As fundações existentes foram dimensionadas para as cargas industriais originais e são elas próprias construção histórica, pelo que não podiam ser ampliadas sem risco arqueológico. Ao mesmo tempo, o pé-direito sob as lajes não podia ser reduzido, porque essa altura é o volume interior sobre o qual assenta todo o programa cultural e turístico. Qualquer sistema de reforço tinha de acrescentar capacidade gastando o mínimo possível do orçamento de peso e de altura e, onde o peso era inevitável, tinha de ser suportado e verificado.

Estratégia de reforço

• Manta de polímero reforçado com fibra de carbono, aplicada nas lajes

As lajes de betão existentes foram avaliadas e revelaram-se insuficientes em capacidade de flexão e de corte para o novo uso. A camada de regularização histórica era delgada e, em locais, carbonatada e delaminada, a altura útil da laje era pequena, e as cargas variáveis e de compartimentação acrescentadas pela reconversão consumiram a margem remanescente.

Neste trabalho foi colada manta de fibra de carbono às lajes, com faixas aplicadas na face tracionada do intradorso da estrutura de piso e faixas adicionais nos apoios para corte. Como as faixas têm 0,111 a 0,333 mm de espessura consoante a classe, uma faixa não acrescenta praticamente peso nem espessura. Foi esta a propriedade decisiva aqui. Uma chapa de aço colada no intradorso da laje acrescentaria peso real a um sistema de laje e parede que já suporta as cargas históricas, e retiraria pé-direito a todas as salas abaixo, que neste local é o espaço de que todo o programa depende.

Os trabalhos foram executados em altura, a partir de plataformas de acesso móveis, com o substrato preparado e as faixas enroladas no adesivo fresco a partir de baixo. O intradorso de uma laje histórica é a superfície com maior probabilidade de ficar poeirenta e irregular, e a qualidade da colagem aqui depende inteiramente dela.

• Colagem de chapa de aço, aplicada nas vigas e nas treliças metálicas de cobertura

A colagem de chapa de aço foi usada nos dois elementos que suportavam a maior exigência e a maior deterioração.

As vigas. As vigas anelares e as vigas nas linhas de pilares eram deficientes em capacidade de flexão e em rigidez sob o novo carregamento. Foi colada chapa de aço nas suas faces tracionadas com epóxi estrutural, formando uma secção compósita aço-betão. A chapa de aço transporta muito mais força por unidade de área do que a fibra, e o seu elevado módulo aumenta a rigidez do elemento, o que aqui importa porque as novas compartimentações e os grandes vãos das naves reconvertidas fazem da flecha — e não apenas da resistência — uma questão de aptidão ao serviço.

As treliças metálicas de cobertura. As treliças eram os elementos mais severamente afetados do local. Um século de exposição e manutenção incompleta produziu perda de secção nos banzos e nas diagonais, e corrosão grave nos nós, onde a exigência é máxima e o detalhe original é mais vulnerável. Foi colada chapa de aço nos elementos mais solicitados e nas zonas de ligação, repondo a capacidade perdida para a corrosão e acrescentando a capacidade exigida pelo uso reconvertido. Uma chapa colada a um elemento metálico funciona também como reforço local da secção perdida, papel que nenhum sistema de fibras coladas à superfície consegue desempenhar.

O método traz consigo obrigações próprias, e elas fizeram parte do projeto. A chapa de aço é visível no elemento e altera a aparência do tecido histórico, pelo que só foi usada onde a exigência estrutural era suficientemente elevada para o justificar e onde a leitura patrimonial desse elemento o podia aceitar. A chapa exige proteção anticorrosiva e proteção ao fogo, e o adesivo que a fixa perde resistência rapidamente com a temperatura.

• Encamisamento em aço, aplicado nos pilares

Os pilares eram os elementos que precisavam do maior ganho e receberam a intervenção mais substancial.

Foi construído um encamisamento em torno de cada pilar: perfis metálicos em L colocados nos quatro cantos do betão existente, ligados entre si por cintas ou chapas horizontais a intervalos, e o espaço entre o aço e o betão original preenchido com argamassa sem retração ou betão projetado. O encamisamento atua de três formas em simultâneo. Os perfis em L e o preenchimento de argamassa acrescentam capacidade axial à secção, o que importa onde o pilar suporta a acumulação crescente de carga de piso e de cobertura. A gaiola de aço contínua confina o núcleo de betão, o que eleva a resistência à compressão e a capacidade de deformação do pilar e, mais importante, transforma um elemento frágil e mal confinado num elemento capaz de desenvolver deformação dúctil sob ação sísmica. O encamisamento eleva também a capacidade de corte do pilar e, nas zonas de ligação, reforça a ligação às vigas.

O encamisamento foi a escolha certa para os pilares porque a sua exigência não era apenas resistência, mas confinamento e ductilidade, e porque o aço acrescentado tinha de ser contínuo ao longo de toda a altura do elemento. Um sistema de fibras coladas poderia acrescentar confinamento, mas necessitaria de muitas camadas para atingir a capacidade axial exigida, e o ganho de secção de uma gaiola de aço nos cantos é muito mais eficiente em tonelagem de aço e em espaço ocupado.

Proteção ao fogo e anticorrosiva

Concluído o reforço, todo o conjunto foi revestido. Foi aplicada proteção ao fogo e anticorrosiva por projeção sobre os sistemas colados, os encamisamentos e a estrutura metálica, o que serve três propósitos ao mesmo tempo. Protege o epóxi de ambos os sistemas colados, que não é resistente ao fogo e não pode ficar exposto. Protege da corrosão a chapa de aço colada e o aço do encamisamento. E restitui uma superfície contínua e clara sobre as treliças e os elementos reforçados, o que permite que as naves renovadas sejam lidas como um interior industrial coerente e não como uma colcha de retalhos de reparações.

Em conclusão

A reabilitação do Arsenal de Hanyang é um caso em que o problema estrutural e o problema de conservação tinham de ser resolvidos em conjunto. Um parque edificado industrial com um século e sistemas mistos, naves de grande vão sem redundância, a exigência estrita de reparar o antigo como antigo, e fundações e pés-direitos que não podiam ser cedidos: cada um destes fatores, isolado, teria estreitado a escolha do método. Em conjunto, fizeram de uma combinação de três sistemas o caminho prático para o reforço integral de 88.000 m² de património industrial — a manta de fibra de carbono a assegurar o trabalho nas lajes, onde peso e pé-direito não podiam ser gastos; a chapa de aço colada a assegurar o trabalho nas vigas e nas treliças de cobertura corroídas, onde capacidade e rigidez eram a exigência dominante; e o encamisamento em aço a dar aos pilares a capacidade axial e o confinamento que o caminho principal de carga exigia — tudo encerrado por um único revestimento protetor projetado, para que a nave renovada continue a ler-se como um interior industrial.

A lição mais ampla para a reabilitação patrimonial é que não existe um único melhor método de reforço. Existe apenas o método certo para cada elemento, escolhido em função da sua exigência real, do seu significado patrimonial e das condicionantes do local onde se implanta.