O que é um quadro espacial?

Usado principalmente no contexto da construção civil e da fabricação de automóveis, o design da estrutura espacial é uma técnica para montar uma estrutura usando uma abordagem do tipo esqueleto, em oposição à tradicional construção peça por peça ou de baixo para cima. As vantagens do design da estrutura de espaço incluem economia de peso, rigidez aprimorada e maior durabilidade em relação às alternativas convencionais. Embora o conceito remonta a 1900, os quadros espaciais só começaram a ser adotados amplamente na virada do século XXI.

O principal benefício das estruturas espaciais - sua grande relação resistência / peso - está enraizado principalmente na rigidez natural oferecida pelas construções angulares. Este é um conceito emprestado da natureza, pois os favos de mel, por exemplo, são conhecidos por ter uma força tremenda para sua massa relativa. Alexander Graham Bell foi o primeiro a tentar adaptar essa idéia à construção artificial em 1900, especificamente com o objetivo de criar máquinas voadoras mais leves e mais rígidas. Embora Bell tenha falhado em grande parte em sua busca particular, outro grande nome da ciência, Buckminster Fuller, tomou as raízes da teoria do quadro espacial e as adaptou ao projeto de construção com muito mais sucesso em meados do século XX.

Na arquitetura, as estruturas espaciais são mais comumente empregadas em telhados grandes, embora edifícios mais experimentais, como as cúpulas geodésicas conhecidas como Biosferas, localizadas em Oracle, Arizona e Montreal, Quebec, sejam construídas inteiramente usando a técnica. A melhor maneira de pensar em um teto de estrutura espacial é como uma versão expandida de um pórtico de guindaste, com suportes angulares que cruzam e cruzam as vigas horizontais. Expandidos sobre um campo de futebol ou um layout semelhante ao de uma arena, os quadros espaciais se tornam uma solução mais econômica e atraente, em comparação com o uso de uma série de pilares ou outra técnica de suporte de carga. Além de menos material necessário, o design mais simples exige menos trabalho e dura mais tempo também, com uma necessidade reduzida de reparos ou manutenção de rotina.

Na construção de automóveis, o design de estruturas espaciais geralmente é descartado em favor do design monocoque pela indústria de transformação. Contudo, alguns fabricantes de automóveis de gama alta - incluindo Acura®, Audi® e Lamborghini®, entre outros - ainda fabricam e desenvolvem novos carros com estrutura espacial. Nos automóveis, um design de estrutura espacial consiste em colocar várias seções de um carro em uma estrutura tubular, de maneira quase modular. Isso oferece os mesmos benefícios em relação à construção tradicional de carroceria na estrutura, como a arquitetura de estrutura espacial faz sobre os edifícios tradicionais. O monocoque continua sendo a escola de design preferida dos carros, no entanto, devido em parte a considerações de segurança que são irrelevantes na arquitetura.