Andaimes são plataformas de trabalho temporárias geralmente são erigidas no exterior, um contexto que as expõe, torna vulneráveis à ação do elementos e condições atmosféricas. O vento é disso exemplo e pode ter um grande impacto na estabilidade e integridade da estrutura, devendo por isso ser tido em conta durante o planeamento, montagem, manutenção e desmontagem do andaime. Por essa razão é importante saber como calcular a força do vento num andaime, com ou sem rede proteção.
Veja um vídeo representativo da força do vento em andaimes e de como aquele pode causar o seu colapso destes.
Normas e Diretrizes orientadoras
Normas de segurança, como a EN12811-1, contêm diretrizes e orientações sobre como proceder ao cálculo da força do vento que determinado andaime deve ter capacidade para suportar, sem que a sua integridade seja comprometida. Prescrevem que para ser aferido um resultado devem ser tidos em conta diversos fatores, como:
- Altura da estrutura
- Local de implementação
- Configuração da estrutura
Por exemplo, no que diz respeito à configuração, é de notar, apesar de expectável, que quando um andaime é revestido com rede de proteção ou lonas publicitárias, a sua capacidade de suportar a força do vento é mais reduzida. A influência negativa das redes ou lonas relaciona-se com o facto de que estas não permitirem ao vento atravessar o andaime livremente, aumentando o atrito de forma significativa, assim como a pressão do vento sobre a estrutura. Nesse sentido, e para se obter um resultado fiável e rigoroso, para calcular a força do vento sobre um andaime deve ser considerado o coeficiente de penetração da rede. Quando é colocada rede proteção torna-se ainda mais crítico manter uma atenção permanente às condições meteorológicas.
Ao contrário, quando não se verifica a colocação de rede proteção, o vento que determinado andaime é capaz do suportar sobe relativamente ao contexto anterior.
Como determinar a velocidade do vento expectável em cada zona?
Para se aferir e antecipar o potencial de velocidade do vento em determinada zona podem-se consultar estudos e relatórios do IPMA com referências à velocidade média do vento em Portugal continental, como por exemplo:
- “Atlas do Vento em Portugal Continental”, publicado pelo IPMA em 2016.
- “Caracterização do Regime do Vento em Portugal Continental” .
Estes documentos podem ser solicitados ao IPMA.
Qual é a fórmula para calcular a força do vento num andaime?
Nota: este artigo é meramente informativo, não capacita ninguém para proceder a este tipo de cálculo, os seus resultados são de caráter indicador e não devem ser tidos em conta no planeamento de qualquer obra, não se dispensando, em qualquer circunstância, o recurso a um profissional especializado. Este tipo de aferição ou cálculo deve ser levado a cabo por engenheiros especializados. Mesmo quando a assim é, é imperativo rever os cálculos de acordo com a alteração das condições atmosféricas.
Independentemente de poder haver diferentes fórmulas para calcular a força do vento sobre um andaime, entre outros é essencial considerar os seguintes fatores:
- Massa do Andaime
- Área Exposta do Andaime
- Velocidade do Vento
A título de exemplo, para calcular a força do vento num andaime, a fórmula pode ser a seguinte:
- F = 0,5 * rho * A * Cd * V^2
Legenda:
- F = Força do vento em Newtons (N)
- rho = densidade do ar em kg/m³ (normalmente adotada como 1,225 kg/m³)
- A = Área do andaime exposta ao vento em m²
- Cd = Coeficiente de arrasto adimensional correspondente à geometria do objeto e à velocidade do vento (conforme tabela da norma europeia EN 12811-1). Depende do tipo de andaime, se multidirecional, fachada ou outro, do modelo X, Y ou Z, e das suas características que, por exemplo, podem potenciar fenómenos como a sucção caudal.
- V = velocidade do vento em metros por segundo (m/s)
Calculadora para estimar a força do vento sobre um andaime
Notas:
- Densidade do ar (ρ) = 1,225 kg/m³ e Coeficiente de arrasto adimensional (Cd) = 0,6, de acordo com a norma europeia EN 12811-1.– Esta calculadora proporciona apenas uma estimativa, estes cálculos devem ser levados a cabo por um engenheiro especializado.
– A densidade do ar e o coeficiente de pressão dinâmica foram definidos como constantes na calculadora, de acordo com os valores da norma EN 12811-1. Estes podem e devem ser ajustados em consonância com as normas de cada país.
– Existem vários inputs que podem ser considerados para tornar a calculadora mais precisa. Aqui estão alguns exemplos:
- Altitude: A altitude da zona de implementação tem potencial para inflenciar a densidade do ar, que por sua vez tem impacto na força do vento.
- Contexto de implementação ou terreno: a existência de obstacúlos como árvores ou prédios nas imediações tem impacto na velocidade e direção do vento.
- Formato da estrutura: o formato ou forma do andaime tem influência na força que sobre ele é exercida. A título exemplificativo, se a estrutura tiver um formato aerodinâmico, a força do vento que é exercida sobre si é inferior áquela que é exercida sobre uma estrutura com formato irregular.
- Ângulo de incidência do vento: O ângulo de incidência também tem impacto na força, dependendo se o vento é incide diretamente ou com determinado Ângulo.
- Temperatura Ambiente: A temperatura do ar pode afetar a densidade deste e, nesse sentido, também a força do vento.
- Coeficiente de penetração da rede de proteção: muitas vezes são colocadas redes proteção no andaimes, com influência na força que o vento produz na estrutura. É por isso fundamental, quando colocadas, ter em conta o seu coeficiente de penetração, que depende da densidade da malha, do material em que é fabricada e da gramagem.
Tabela de coeficientes de arrasto para andaimes conforme a norma europeia EN 12811-1
| Objeto | Descrição | Coeficiente de arrasto adimensional (Cd) |
|---|---|---|
| Cilindro | Normal ao vento | 1,2 |
| Esfera | Normal ao vento | 0,47 |
| Placa plana | Normal ao vento, com bordas perfeitamente afiadas | 1,17 |
| Placa plana | Normal ao vento, com bordas arredondadas | 1,98 |
| Esfera | Tangente ao vento | 0,42 |
Fonte: EN 12811-1:2003 Temporary works equipment – Part 1: Scaffolds – Performance requirements and general design.
Nota de Segurança: a ancoragem do andaime deve ser proporcional ao potencial de força do vento sobre o andaime.
Disclaimer: Todas as considerações, fórmulas e orientações dadas neste artigos são meramente exemplificativas. Este tipo de aferição e cálculo deve ser feito por um profissional especializado tendo em conta o contexto especifico de cada andaime e as orientações atuais.
André Guedes Vaz
Aliando um década experiência como TSHST, numa empresa de andaimes que prestava serviços em contextos diversos, à formação em marketing digital, decidi fundar o Portal dos Andaimes. Um projeto de conteúdo dedicado a esta área e aos trabalhos em altura de uma forma geral, que visa preencher um espaço deixado vago, à demasiado tempo.
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