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:

  1. 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.
  2. Contexto de implementação ou terreno: a existência de obstacúlos como árvores ou prédios nas imediações tem impacto na velocidade e direção do vento.
  3. 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.
  4. 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.
  5. Temperatura Ambiente: A temperatura do ar pode afetar a densidade deste e, nesse sentido, também a força do vento.
  6. 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.