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Visita Técnica - Como funciona o túnel de vento do IPT

Equipamento simula deslocamentos de ar para analisar o desempenho aerodinâmico e determinar os efeitos da carga de vento sobre estruturas

Renato Faria (colaborou Isabelle A. Dal Maso)
Edição 208 - Julho/2014
 

Equipamento que consegue simular deslocamentos de ar com intensidades variáveis, o túnel de vento é feito para analisar o desempenho aerodinâmico de construções em escala reduzida, utilizando maquetes. Os ensaios permitem determinar os efeitos da carga de vento sobre estruturas de edifícios, pontes e outras estruturas especiais, fornecendo ao projetista dados que aumentam a confiabilidade do cálculo estrutural. No túnel de vento, também é possível determinar a influência das edificações próximas e da topografia do entorno da construção, analisar a ventilação dos ambientes internos e avaliar a qualidade do ar interior em relação à dispersão de poluentes e contaminantes. Sua aplicação está diretamente relacionada às situações que exigem informações com mais exatidão e confiabilidade ou quando o conhecimento a respeito das cargas de vento recai sobre condições que fogem às previstas nas normas técnicas.

Renato Faria (colaborou Isabelle A. Dal Maso)

FICHA TÉCNICA
Túnel de vento de camada limite atmosférica
Localização: Instituto de Pesquisas Tecnológicas do Estado de São Paulo (IPT)
Cidade: São Paulo
Início da operação: 2002
Potência do ventilador: 175 cv
Velocidade do vento: até 90 km/h

Fotos: Marcelo Scandaroli

Gilder Nader
Responsável pelo Túnel de Vento do IPT e revisor técnico deste artigo, tem graduação e mestrado em física pela Universidade Federal Fluminense (UFF), além de doutorado e pósdoutorado em engenharia mecânica pela Universidade de São Paulo (USP). Atualmente é professor associado na Faculdade de Tecnologia do Estado de São Paulo (Fatec) e pesquisador do IPT, onde desenvolve estudos em engenharia do vento, aerodinâmica de construções civis e navais, dispersão de contaminantes e metrologia de fluidos.

 

Efeito dos ventos em edificações
A ação dos ventos é um dos fatores mais importantes a serem considerados no dimensionamento de estruturas e coberturas das construções. A norma de referência usada no cálculo da maioria dos projetos é a NBR 6.123:1988 - Forças Devidas ao Vento em Edificações, que fixa as condições exigíveis na consideração das forças devidas à ação estática e dinâmica do vento, para efeitos de cálculo de edificações.

No entanto, essa norma não é aplicável a projetos especiais como, por exemplo, edifícios muito altos e esbeltos ou com fachada curva, coberturas de estádios, pontes estaiadas e pênseis. Nesses casos, o vento interage de forma menos previsível com a construção, exigindo ensaios em modelos reduzidos no túnel de vento para embasar com mais segurança o dimensionamento das estruturas.

A incidência de ventos fortes na fachada da edificação pode produzir efeitos indesejáveis para o projeto e para os usuários - como vibrações exageradas na estrutura, momentos excessivos nas fundações e grandes velocidades e turbulências nas áreas de circulação de pedestres. Caso não seja adequadamente considerada, a força do vento também pode causar danos à cobertura, em especial àquelas com grandes superfícies inclinadas (veja ilustração).

Estádios da Copa

Fotos: divulgação IPT
Uma maquete em escala 1:200 da Arena Castelão, construída em Fortaleza, passou por ensaio no túnel de vento do IPT em 2011. Nela foram instaladas 180 tomadas de pressão na cobertura do estádio. No entanto, como a arquitetura do estádio previa uma estrutura praticamente simétrica, os dados medidos puderam ser adotados em outros pontos do projeto. Assim, os resultados obtidos eram equivalentes a um ensaio com cerca de 360 tomadas de pressão.
A Arena Pantanal, em Cuiabá, foi outro estádio da Copa ensaiado no túnel de vento do IPT. Foram instaladas 308 tomadas de pressão na maquete do estádio para obter os coeficientes de pressão na região da cobertura e os carregamentos de vento nos sistemas de fechamento. Nesse caso particular, incluiu-se nos ensaios uma maquete do ginásio Aecim Tocantins, que fica muito próximo à arena e, por isso, influencia nos ventos incidentes no estádio.

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