Engenharia civil brasileira investe em projetos de edificações com mais de 150 metros e demanda por ensaios aumenta em centros de pesquisa

Por: Altair Santos

Projetos de edifícios esbeltos, e com altitudes que podem chegar até 150 metros, têm gerado um novo tipo de demanda para os centros de pesquisa que fazem ensaios em túneis de vento.

Os equipamentos realizam testes com modelos em escala reduzida e são essenciais para esse tipo de edificação, pois aumentam a confiabilidade e a efetividade da construção, além de reduzirem os custos de projetos estruturais.

O Laboratório do Túnel de Vento do IPT (Instituto de Pesquisas Tecnológicas) está entre os mais requisitados do país para esse tipo de ensaio. Segundo o coordenador do centro de pesquisa, Gilder Nader, a expectativa é de que aumente ainda mais a demanda.

O motivo está no fato de as grandes metrópoles brasileiras estarem revendo seus planos diretores, os quais tendem a permitir edificações com mais de 200 metros de altura. O Brasil começa a entrar na era dos arranha-céus e os ensaios em túneis de vento tornam-se essenciais a esse tipo de projeto. É o que o especialista explica na entrevista a seguir. Confira:

Qual a principal característica que uma obra precisa ter para que seja importante que ela passe por ensaios em túnel de vento?
Há vários tipos de construções que necessitam passar por ensaios em túnel de vento, tanto para dar maior segurança ao projeto estrutural quanto economia. As que devem passar por testes em túnel de ventos são: pontes estaiadas e penseis, edifícios altos e esbeltos, edifícios com fachadas ou coberturas curvas e coberturas de estádios de futebol, aeroportos e ginásios olímpicos.

Grande parte das demandas no túnel de vento do IPT (Instituto de Pesquisas Tecnológicas) está relacionada a edificações habitacionais ou obras de infraestrutura também são submetidas a testes em túnel de vento?
O túnel de vento do IPT tem uma grande demanda por todos os tipos de projeto da construção civil e naval. Por exemplo, ensaiam-se desde edifícios residenciais a comerciais, assim como galpões, plataformas oceânicas de petróleo e também se fazem testes de conforto ambiental e dispersão de contaminantes.

Há uma legislação que obrigue os projetos, antes de serem executados, a passarem por teste em túnel de vento?
Não há obrigação. Porém, principalmente em casos como os de pontes estaiadas, coberturas de estádio de futebol e edificações altas e esbeltas, se não é realizado um teste em túnel de vento, a obra pode ser superdimensionada ou ainda os efeitos de vibração induzida pelo vento na estrutura podem trazer grandes danos. Não só na parte estrutural como também no revestimento e nas esquadrias.

A escassez de terrenos tem elevado a altura das edificações, fazendo surgir os chamados edifícios esbeltos. O IPT tem recebido esse tipo de demanda em maior volume?
Nos dois anos recentes (2012 e 2013) a maior demanda por ensaios foram de edificações altas e esbeltas, não só da cidade de São Paulo, como também de cidades como Sorocaba-SP, Campina Grande-PB, Caruaru-PE, entre outras.

Qual ou quais normas devem ser seguidas quando um projeto é testado em túnel de vento?
No Brasil se procura seguir a norma NBR 6123:1988 – Forças Devidas ao Vento em Edificações. Porém, pode-se também seguir outras normas complementares, como a australiana que trata melhor a parte de resposta dinâmica da edificação.

Quando pega um trabalho para teste em túnel de vento, o IPT também constrói a maquete?
O IPT pode tanto construir a maquete quanto terceirizar o serviço. Tudo depende da complexidade do projeto.

Antes do ensaio, os pesquisadores vão ao local em que será construída a edificação e fazem que tipo de coleta de dados?
Na maioria dos casos não há necessidade de visitar o local da obra. As informações fundamentais, que são a topografia do terreno e a cota média vizinha (altura das edificações na vizinhança) são obtidas por meio de softwares como Google Earth. Após essa análise do terreno, utiliza-se as definições da norma quanto ao vento natural daquele tipo de terreno. A NBR 6123 define cinco categorias de terreno e como deve ser, por exemplo, o perfil de velocidades do vento para cada um deles, assim como a cota média.
As categorias são as seguintes:
I – Superfícies lisas de grandes dimensões, com mais de cinco quilômetros de extensão, medida na direção e sentido do vento incidente.
II – Terrenos abertos em nível ou aproximadamente em nível, com poucos obstáculos isolados, tais como árvores e edificações baixas.
III – Terrenos planos ou ondulados com obstáculos, tais como sebes e muros, poucos quebra-ventos de árvores, edificações baixas e esparsas.
IV – Terrenos cobertos por obstáculos numerosos e pouco espaçados, em zona florestal, industrial ou urbanizada.
V – Terrenos cobertos por obstáculos numerosos, grandes, altos e pouco espaçados.

Se um construtor tem um projeto de um prédio e o submete a ensaio em túnel de vento para construí-lo em uma cidade, mas depois decide erguer a obra semelhante em outra localidade, é necessário que se faça outro ensaio?
O ideal é que se faça um ensaio para cada construção. Porque há fatores que alteram de modo significativo o carregamento do vento na edificação, afetando as ações estáticas do vento na edificação, assim como o comportamento dinâmico da edificação. Esses fatores, como explicado anteriormente, são a topografia do terreno e a vizinhança. Por exemplo, há alterações significativas nos efeitos da ação do vento na edificação se ela é construída em um terreno aberto e plano, ou se ela é construída acima de um talude, isso sem contar a cota média das edificações vizinhas.

O túnel de vento do IPT precisou ser adaptado para testar projetos de prédios cada vez mais altos e esbeltos?
Não houve necessidade, pois o túnel de vento do IPT é um dos maiores do mundo para ensaios de edificações. Sua seção de testes é de três metros de largura por dois metros de altura, e podem ser ensaiados modelos com até 1,40 m de altura.

Há uma tendência de que o Brasil entre no rol dos países que constroem edificações acima de 200 metros de altura?
A tendência atual é a construção de edificações entre 100 metros e 140 metros de altura. Porém, se os planos diretores das cidades permitirem que se construam edifícios na faixa de 200 metros, o desafio será aceito pelos engenheiros estruturais do Brasil, que são altamente qualificados.

Mundialmente já se pensa em edificações de até mil metros de altura.  Fora do Brasil há tuneis de vento com capacidade para atender esse tipo de demanda?
Os túneis de vento do Brasil quanto de outros países são capazes de realizar ensaios de edificações com mil metros de altura. Porém, o ensaio precisaria ser realizado de duas formas. O primeiro ensaio seria realizado com um modelo na escala 1:1.000 para determinação do carregamento estático do vento. Porém, uma edificação desse porte tende a vibrar muito na sua extremidade. Assim, seria necessário realizar o ensaio, por exemplo, só dos 100m finais do topo do edifício, numa escala 1:100, para se determinar os efeitos dinâmicos do vento na edificação. Esse é basicamente o procedimento adotado pelos túneis de vento para se ensaiar edificações com essas dimensões.

Entrevistado
Gilder Nader, físico e engenheiro mecânico, coordenador do Laboratório do Túnel de Vento do IPT (Instituto de Pesquisas Tecnológicas) onde atua nas áreas de engenharia do vento, medição de vazão e velocimetria de fluidos
Contato: cmf@ipt.br

Créditos Fotos: Divulgação/IPT

Jornalista responsável: Altair Santos MTB 2330