A AÇÃO DO VENTO NAS EDIFICAÇÕES

A AÇÃO DO
  VENTO NAS  por Watanabe    EDIFICAÇÕES 

O vento exerce pressões e sucções nos edifícios, de forma variada, contínua, intermitente ou repentina causando efeitos indesejáveis, danos materiais de monta e, às vezes, vítimas fatais.

Muito mal compreendido, o vento "brasileiro" tem comportamento bastante diferente do vento europeu, do temido vento das monções que sopram no sudeste asiático e também sem nenhuma semelhança com os tornados muito frequentes nos EUA.

Infelizmente não temos laboratórios e nem universidades que tenham estudado a fundo os ventos brasileiros. Pior, desejando realizar um estudo completo sobre a ação do vento nas edificações, é difícil encontrar, no Brasil, um Túnel de Vento onde o nosso edifício, na forma de maquete, possa ter um modelo reduzido ensaiado.

O presente site, elaborado por Engenheiro Civil formado na USP e com trabalhos no IPT, o Instituto de Pesquisas Tecnológicas do Estado de São Paulo, procura mostrar alguns aspectos da ação do vento que passa, muitas vezes despercebidos dos profissionais de projeto de edifícios como os Arquitetos e os Engenheiros de Estruturas.

Cabe o alerta de que, dependendo do porte e da importância do edifício, não basta ser formado em Arquitetura ou Engenharia Civil, necessitando o projetista da estrutura ter especialização em Ação do Vento e, se possível, ter experiência em vento adquirido na passagem por algum Túnel de Vento.

Veja os 7 tipos básicos de ação em que o vento atinge um edifício:

Veja, esquematicamente, os sete tipos básicos de ação com que o vento costuma agir sobre um corpo colocado em seu caminho:

1 - VENTO A BARLAVENTO:

PRODUZ UM ESFORÇO DE PRESSÃO SOBRE O COMPONENTE, EMPURRANDO-O NA DIREÇÃO E SENTIDO DO VENTO.

É o vento "clássico" e sua ação se resume em tantar derrubar a parede. Não conseguindo derrubar a parede, ele desvia e sobe, destruindo o que ele encontrar pelo caminho.

Geralmente são beirais, jardineiras, balcões e outros tipos de saliências que se projetam para fora da prumada da parede.

Veja mais detalhes sobre amarrar as telhas do beiral em .

 

2 - VENTO PARALELO:

PRODUZ UM ESFORÇO DE SUCÇÃO VERTICAL SOBRE O COMPONENTE, PUXANDO-O NA DIREÇÃO PERPENDICULAR AO DO VENTO.

Age, geralmente, sobre as coberturas leves, telhas de alumínio ou plásticas. Muitos pensam que o vento "empurra o telhado para baixo" mas o vento paralelo "puxa o telhado para cima" e, se o telhado não estiver bem amarrado nas paredes e pilares, sai voando e se a estrutura metálica do telhado tiver sido bem construída, o telhado "sai inteiro".

O número 30 é o limite crítico. O vento pode puxar o telhado, para cima, com a força de 30 kgf/m2 de modo que telhados que pesem menos são facilmente levados pelo vento.

3 - VENTO A SOTA-VENTO:

PRODUZ UM ESFORÇO DE SUCÇÃO SOBRE O COMPONENTE, PUXANDO-O NA DIREÇÃO E SENTIDO DO VENTO

Um simples muro fica sujeito, normalmente à ação do vento a Barlavento e, ao mesmo tempo, à ação do vento a Sotavento, isto é, os efeitos são somados.

Cuidados especiais devewm ser tomados porque o vento pode querer derrubar o galpão. Então não se esqueça de calcular e instalar contravento vertical entre as colunas do galpão.

4 - VENTO COM PRESSÃO INTERNA:

PRODUZ UM ESFORÇO DE PRESSÃO SOBRE O COMPONENTE, EMPURRANDO-O NA DIREÇÃO E SENTIDO DO VENTO E NA DIREÇÃO PERPENDICULAR AO DO VENTO

No caso de um galpão cuja porta foi esquecida aberta, o vento que penetra para dentro do galpão irá exercer uma pressão de dentro para fora, arrancando as telhas.

A ação do vento pode ser potencializada quando combina com a ação do vento paralelo. É um empurrando as telhas de baixo para cima, com, por exemplo 15 kgf/m2 e o outro puxando por fora com, por exemplo, 27 kgf/m2 resultando numa força de 15 + 27 = 42 kgf/m2 modo que mesmo telhas pesadas como as de barro podem ser arrancadas pela força combinada.

5 - VENTO COM SUCÇÃO INTERNA:

PRODUZ UM ESFORÇO DE SUCÇÃO SOBRE O COMPONENTE, PUXANDO-O NA DIREÇÃO E SENTIDO DO VENTO E NA DIREÇÃO PERPENDICULAR AO DO VENTO

É um problema parecido com o do portão esquecido aberto, só que do outro lado do galpão. O vento que já passou pelo galpão, é succionado pela ação a Sotavento que puxa o ar de dentro do galpão e que cria uma pressão negativa dentro do galpão. O telhado puxado para baixo e as paredes são puxadas para dentro. Os vidros das janelas podem quebrar e os estilhaços do vidros ficarão espalhados no interior do galpão.

Há situações em que o vento tende a envergar a estrutura da cobertura. Então devemos instalar contraventos horizontais:

 

6 - AÇÃO COMBINADA DO VENTO A BARLAVENTO COM O VENTO A SOTA-VENTO:

PRODUZ UM ESFORÇO DE PRESSÃO SOBRE O COMPONENTE À BARLAVENTO, EMPURRANDO-O NA DIREÇÃO E SENTIDO DO VENTO E TAMBÉM PRODUZ UM ESFORÇO DE SUCÇÃO SOBRE O COMPONENTE À SOTA-VENTO, PUXANDO-O NA DIREÇÃO E SENTIDO DO VENTO

A ação do vento agindo nos dois lados do galpão pode até derrubá-lo por inteiro.

7 - OUTRAS COMBINAÇÕES:

O Projetista da estrutura deve analisar todas as combinações possíveis, externas e internas, de ação do vento e estudar também os condicionantes da região como a topografia do terreno, a existência de obstáculos e prédios que possam aumentar a força dos ventos, levar em consideração que portas e janelas podem se romper sob a ação do vento e criar ventos internos e também tentar adivinhar que tipo de reformas serão realizadas no futuro abrindo novas portas e janelas ou fechando-as.

Uma simples depressão no terreno poderá ocasionar uma concentração do fluxo do vento, aumentando a carga de vento que atua sobre uma parede a barlavento:

O que costuma influenciar e, com valores significativos, é a construção de um novo prédio na vizinhança. O novo prédio poderá "canalisar" o fluxo do vento aumentando a velocidade do vento e concentrando a ação diretamente numa das paredes do nosso prédio.Deste modo, prédios que já existiam há muitos anos e que nunca foi solicitado a valores significativos de vento, passam a receber rajadas de vento nunca antes sentida.

Para tentar entender como é isso, imaginem que foi construido um prédio numa praia isolada onde não há nenhum outro prédio.

Neste caso, o vento caminha suave e age sobre o prédio de forma uniforme, uma parte agindo a Sotavento e a outra parte a Barlavento. O calculista não precisa ter outras preocupações.

Agora, imaginem esta praia uns 20 anos depois quando outras construtoras resolverem construir outros prédios:

O nosso prédio ficará cercado por outros prédios que irão canalizar, desviar, conduzir o vento criando zonas de maior pressão e também zonas de menor pressão. Como será a Ação do Vento sovre Nosso Prédio?

São estas situações, mais complexas, que um túnel de vento poderá analisar:

Montado sobre uma plataforma giratória, o túnel de vento permite a análise sob todos ângulos de incidência do vento.

O QUE DIZ A NORMA BRASILEIRA:

Os valores mínimos das cargas acidentais, produzidas pelo vento, que devem ser considerados no cálculo das estruturas de edifícios estão fixadas na Norma Brasileira NBR-6123 - (antiga NB-5) - Cargas para o Cálculo de Estruturas de Edifícios.

Veja um caso prático de ação do vento sobre um telhado (clique na figura):

 vento10.JPG (23227 bytes)

NOTA IMPORTANTE: Esta é uma visão simplificada, procurando mostrar ao leigo como age o vento. Grande parte de desastres com coberturas e telhados de casas, sobrados e fábricas ocorrem por falta de cuidados importantes no cálculo dos componentes estruturais de sustentação do telhado.

A norma brasileira NBR-6123 - Forças devidas ao vento em edificações - estabelece todas as condições que devem ser consideradas para o correto dimensionamento das estruturas de um edifício.

Considera uma série de fatores como a região do Brasil que mais venta, se o terreno no entorno do prédio é plano ou acidentado e a própria forma do edifício. Veja um roteiro prático para a determinação do Vento Básico e do Vento Característico clicando aqui - . Lembre-se que um prédio, mesmo que localizado no centro da região que mais venta no Brasil pode não ser atingido por este vento e, da mesma forma, outro prédio, este localizado na região que menos venta pode vir a ser atingido por um vento fenomenal, tudo isso dependendo de fatores locais como concentração de prédios, existência de um rio ou uma grande avenida ou uma grande via férrea que podem "canalizar" o fluxo dos ventos.

Não podemos negar a importância e a "boa vontade" daqueles que elaboraram a norma em 1988 mas a visão e a compreensão sobre as formas que o vento se vale para tentar "derrubar" um prédio mudou muito nos últimos anos.

Entretanto nem tudo está perdido. Há um interessantíssimo trabalho feito pelo IPT, o Instituto de Pesquisas Tecnológicas do Estado de São Paulo, que andou ensaiando, no seu Tunel de Vento, os efeitos negativos de prédios altos no bairro do Tatuapé, o bairro que apresentou o maior crescimento (mais de 175 prédios novos construídos na década de 90). Veja mais detalhes sobre este ensaio no tunel de vento clicando em www.ebanataw.com.br/roberto/vento/ventonotatuape.htm.

Ainda vai demorar, creio, até que seja lançada uma nova versão da norma, que leve em consideração até fatores dinâmicos como vibraçoes e trepidações, pois a elaboração de uma nova versão demandará um custo que dificilmente será coberto na atual condição em que uma norma é produzida no Brasil, contando apenas com o trabalho voluntário (leia-se "de graça") de alguns abnegados profissionais que tenham atuado na questão. Fenômenos dinâmicos como a vibração, trepidação e balanço precisam ainda serem pesquisados e muitas teses acadêmicas ainda deverão ser produzidas.

Outra tentativa que geralmente empregamos quando não temos condições de produzir uma norma é "traduzir" alguma norma estrangeira mas nos EUA encontramos muitos tufões e furacões e as normas deles seria, por demais, exigentes caso pretendessemos aplicá-las por aqui.

Com base em algumas experiências em que participou, o autor aborda alguns aspectos pouco divulgados na literatura técnica brasileira sobre a ação do vento nas edificações:

Não basta seguir as Normas Técnicas e nem as Cartas de Ventos. Muitas vezes, os condicionantes locais afetam de forma mais preponderante e com muitos efeitos danosos.
1- Prédios canalizam o vento:

2- A Forma do prédio canaliza o vento:

3- Veja uma Janela-Problema:

4- Veja uma Janela-Solução:

5- Veja um caso prático, numérico, de vento sobre um telhado:

6- Roteiro para a determinação do Vento Característico:

7- Como o Sol afeta a formação dos ventos na Terra:

8- Veja como o vento faz o arejamento do sótão:

No Brasil, as Normas Técnicas são elaboradas e distribuídas pela Associação Brasileira de Normas Técnicas -

A AÇÃO DO
VENTO NAS   EDIFICAÇÕES

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\RMWvento\vento.htm em 19/03/2006, atualizado em 14/11/2016 .

    RMW-73966-05/12/2016