Projetos de engenharia devem levar em conta todas as cargas incidentes sobre as estruturas, como as dos ventos. Isso pode representar um desafio significativo, especialmente quando tem que se lidar com modelos de edificações altas, esbeltas ou em design mais arrojado. Por graças, temos hoje vários softwares para testes de modelos 3D em simulações virtuais. Mas também é possível esclarecer dúvidas simples com maquetes físicas em túnel de vento.

Enfim, túnel de vento é uma ferramenta utilizada por engenheiros civis e arquitetos para validar projetos. Este artigo do Engenharia 360 explora como funciona esse dispositivo, sua aplicação em ensaios e a relevância dos dados coletados para a construção civil. Confira!

O que é túnel de vento?

Túnel de vento é uma instalação especial (geralmente colocada em grandes empresas ou instituições de ensino superior) para simular o fluxo de ar ao redor de modelos de estruturas (pontes, edifícios e mais) em menor escala. Sua função é replicar as características do vento natural e suas diversas possibilidades de incidência, ajudando a prever reações em situações reais. O objetivo é, portanto, a coleta de dados sobre a ocorrência de uma engenharia aos ventos. Tais informações vão embasar o desenvolvimento de projetos, determinando dimensionamentos (como de caixilharias), design de elementos e mais.

A saber, em normas da ABNT (Associação Brasileira de Normas Técnicas) é possível encontrar diretrizes para prever o comportamento de construções, mas elas não abrangem situações complexas. No caso, se estamos trabalhando com geometrias não convencionais ou alturas excepcionais, torna-se necessária a realização de ensaios em túnel de vento.

Conforme a NBR 6123, existem cinco tipos principais de terrenos que influenciam o comportamento do vento:

• Tipo I: Superfícies lisas e extensas.
• Tipo II: Terrenos abertos com poucos obstáculos.
• Tipo III: Terrenos planos ou ondulados com alguns obstáculos.
• Tipo IV: Terrenos cobertos por muitos obstáculos.
• Tipo V: Terrenos densamente cobertos por grandes obstáculos.

Essas classificações ajudam a definir as condições do teste e a simular com precisão o comportamento do vento.

Como é feito um ensaio em túnel de vento?

Um ensaio em túnel de vento começa com a criação de uma maquete física em escala reduzida do modelo de engenharia ou arquitetura que se deseja testar - pode ser uma estrutura isolada ou com seu entorno imediato e topografia local, já que o comportamento do vento varia de acordo com o tipo de terreno. Os pesquisadores colocam sensores de pressão nessa maquete para medir a força do vento sobre as superfícies em diferentes ângulos.

Para garantir a confiabilidade dos resultados, os ensaios são sempre realizados com os modelos girando ou sendo girados dentro do túnel de vento - ideal que seja a intervalos de 15° -, para se obter uma visão completa do comportamento do vento sobre a estrutura. O túnel deve simular as condições reais, variando a velocidade e direção dos jatos de ar. Os dados coletados são processados por computadores, resultando em indicadores precisos sobre pressão, tensão e outras variáveis ​​relevantes.

Benefícios dos ensaios

Os ensaios realizados em túnel de vento trazem uma série de vantagens para os projetos de engenharia e arquitetura, incluindo:

• Previsão de cargas estáticas agindo sobre estruturas e resposta dinâmica, resultando em projetos mais seguros e eficientes, sem superdimensionamento de estruturas, o que pode reduzir custos consideráveis na versão final da proposta.
• Análise do impacto do vento, para garantir que os edifícios sejam confortáveis ​​para os usuários, minimizando vibrações e desconforto sonoro.
• Por fim, identificação de possíveis problemas antes da construção, proporcionando uma base para que engenheiros tomem medidas preventivas contra falhas estruturais.

Quando é necessária a utilização do Túnel de Vento?

É claro que nem todos os projetos de engenharia e arquitetura vão precisar ser testados em túnel de vento antes da sua construção. Projetos simples, como de casas e prédios baixos, com plantas quadradas ou retangulares, são fáceis de serem entendidos e calculados - as normas vigentes já preveem a segurança do impacto do vento. Por outro lado, construções como de edifícios altos e esbeltos, pontes e estádios, já exigem estudo mais aprofundado sobre os riscos estruturais.

Vale lembrar que uma obra cuja altura é pelo menos dez vezes maior que sua largura deve ser mais suscetível aos efeitos do vento, sofrendo deslocamento ou torção. Isso pode resultar em desconforto dinâmico para os ocupantes, problemas de revestimento e, em casos extremos, até o colapso da estrutura.

Qual a demanda atual por ensaios em túnel de vento?

Com o avanço da construção civil, há uma tendência de construções cada vez mais altas nas grandes cidades. Ao mesmo tempo, com o aumento das mudanças climáticas, existe uma necessidade maior de se avaliar o impacto ambiental das construções. Isso tudo demanda mais ensaios em túnel de vento.

No Brasil, uma das principais instituições que realizam esse tipo de teste é o Instituto de Pesquisas Tecnológicas (IPT). E os engenheiros ainda podem contar com os softwares e plataformas com funcionalidades que simulam ensaios em túnel de vento.

Novos empreendimentos, ultrapassando 100 ou até 200 metros, têm levado a um aumento na procura por esse tipo de serviço. Esse movimento deve se intensificar ainda mais nos próximos anos, à medida que mais cidades revisam seus planos diretores, permitindo construções mais altas.

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Fontes: AEC Web.

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Eduardo Mikail

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