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  24.02.14

Edifcios esbeltos sob o vento


Maquete de futuro conjunto residencial de cinco torres na Marginal Pinheiros é submetida a testes no túnel de vento


Uma série de ensaios sobre esforços de vento para o projeto de um conjunto residencial de cinco torres, localizado às margens do Rio Pinheiros em São Paulo e próximo ao Parque Burle Marx, foi realizada no Centro de Metrologia Mecânica, Elétrica e de Fluidos do IPT, que abriga o túnel de vento de camada limite atmosférica. A edificação submetida aos testes é formada por cinco torres de 41 pavimentos tipos, um duplex, térreo e três sobressolos, totalizando 47 pavimentos e aproximadamente 150 metros de altura

Os ensaios foram feitos para determinar os esforços horizontais na estrutura e as pressões nas fachadas a fim de fornecer os coeficientes de pressão. Estes ensaios permitem prever o comportamento da estrutura face aos efeitos do vento de forma mais próxima da realidade, levando em conta o formato da edificação, a topografia e as construções existentes no entorno.

Ensaios realizados em edificações são comumente executados no túnel de vento do IPT. Neste caso, o diferencial do conjunto estava na relação comprimento/largura das torres ser muito grande – enquanto sua altura atinge 150 metros, a largura fica em torno dos 15 metros, ou seja, a relação entre as duas variáveis chega a 10 vezes, e algumas torres possuem ainda uma grande área frontal.
Pesquisadores simularam as características do vento do bairro do Panamby, no qual o edifício está localizado na capital paulista
 
Em outras palavras, um projeto de 'edifícios esbeltos', que é uma das novas tendências da engenharia civil. Este empreendimento é um caso especial em que os esforços horizontais são importantes para o dimensionamento da estrutura e chegam a ser até mais relevantes que os esforços gravitacionais, tais como aqueles provenientes do peso próprio.

Para a execução dos ensaios, os pesquisadores simularam as características do vento do bairro do Panamby, no qual o edifício está localizado. Os testes foram referenciados em função da norma NBR 6123, da Associação Brasileira de Normas Técnicas (ABNT), que estipula as condições exigíveis na consideração das forças devidas à ação estática e dinâmica do vento, para efeitos de cálculo de edificações. A rugosidade do terreno é classificada em cinco classes pela norma, e o terreno escolhido para a construção do conjunto residencial foi encaixado entre as categorias IV (terrenos cobertos por obstáculos numerosos e pouco espaçados, em zona florestal, industrial ou urbanizada) e V (terrenos cobertos por obstáculos numerosos, grandes, altos e pouco espaçados).

“A cota média do topo dos obstáculos na categoria IV é considerada igual a 10 metros; isso significa uma região de edificações e árvores com uma média de 10 metros de altura, o que equivale a prédios de três andares”, explica Gilder Nader, pesquisador do IPT. “A cota média do topo dos obstáculos na categoria V é considerada igual ou superior a 25 metros, ou seja, os prédios têm aproximadamente oito andares. É claro que na área onde será construído o conjunto residencial existem edifícios maiores, sobrados e áreas descampadas, mas a média é esta”.

A partir da classificação do local de construção das torres, os pesquisadores modelaram características como o comprimento da rugosidade (também chamado de parâmetro de rugosidade z0), que é a medida da rugosidade aerodinâmica da superfície sobre a qual o perfil da velocidade está sendo medido. Como o parâmetro é de 1,5 metro na categoria 4, e de 2,5 metros na categoria 5, a decisão foi de modelar o z0 em um ponto intermediário, neste caso de 1,8 metro.

MAIOR DURAÇÃO – Com a confirmação dos resultados da simulação, os pesquisadores partiram para a montagem das maquetes das torres, em escala 1:200, na qual foram instaladas 1.009 tomadas de pressão no total. Foi necessário que todas as torres fossem instrumentadas, e cada uma recebeu cerca de 200 tomadas de pressão, pois "a configuração dos edifícios no espaço não permitia o ensaio em uma única torre para estender os resultados às outras posteriormente", explica Nader.

Três semanas foram necessárias para realizar os ensaios. As instrumentações nas maquetes foram feitas nas áreas em que haverá janelas de vidro, nas fachadas, e nas quinas dos edifícios, permitindo uma medição mais precisa das cargas de vento, o que dará aos engenheiros projetistas maior confiabilidade para o dimensionamento dos revestimentos da fachada, das alvenarias de vedação e das esquadrias.