Andaimes são plataformas de trabalho temporárias, geralmente erigidas no exterior, um contexto que as torna particularmente vulneráveis à ação dos elementos atmosféricos. O vento é disso exemplo e pode ter um impacto significativo na estabilidade e integridade da estrutura, devendo por isso ser tido em conta durante o planeamento, montagem, utilização, manutenção e desmontagem do andaime.
Por essa razão, é importante perceber como calcular a força do vento num andaime, com ou sem rede de proteção. Contudo, importa ressalvar que os cálculos apresentados neste artigo têm um caráter meramente indicativo e simplificado, não substituindo, em qualquer circunstância, o dimensionamento estrutural e a verificação técnica previstos nas normas aplicáveis.
Veja um vídeo representativo da força do vento em andaimes e de como este fator pode contribuir para o colapso da estrutura.
Normas e diretrizes orientadoras
Normas de segurança, como a EN 12811-1, estabelecem requisitos e orientações relacionados com a resistência, estabilidade e segurança dos andaimes, incluindo aspetos a considerar relativamente à ação do vento. Em complemento, o enquadramento técnico pode envolver normas como a EN 12810 e o Eurocódigo do vento (EN 1991-1-4), sobretudo em contextos de maior exigência técnica.
Para aferir a influência do vento sobre uma estrutura, devem ser considerados diversos fatores, entre os quais:
- Altura do andaime;
- Local de implementação e exposição ao vento;
- Configuração da estrutura;
- Presença de redes de proteção, telas ou revestimentos;
- Tipo de ancoragem e estabilidade global do sistema.
Nota: O cálculo da força do vento num andaime pode tornar-se complexo e deve, em contexto real, respeitar as normas técnicas aplicáveis e as instruções do fabricante do sistema de andaime.
Por exemplo, no que diz respeito à configuração, é importante notar que quando um andaime é revestido com rede de proteção, telas ou lonas publicitárias, a sua exposição à ação do vento aumenta significativamente. Isto acontece porque estes elementos reduzem a permeabilidade da estrutura ao ar, aumentando a superfície exposta e, consequentemente, a pressão exercida pelo vento sobre o andaime.
As normas técnicas europeias, como a EN 12811-1, recomendam que a ação do vento seja considerada no planeamento e dimensionamento do andaime, especialmente quando existem revestimentos, redes de proteção ou lonas que alterem significativamente o comportamento aerodinâmico da estrutura. Nestes casos, podem ser necessárias medidas adicionais, como reforço das ancoragens, limitação de altura ou até a remoção temporária das redes perante condições meteorológicas adversas.
Nesse sentido, para se obter um resultado mais fiável e rigoroso no cálculo simplificado da ação do vento sobre um andaime, deve ser considerado o coeficiente de permeabilidade ou penetração da rede de proteção, quando aplicável.
Quando existe rede de proteção ou revestimento, torna-se ainda mais crítico manter uma atenção permanente às condições meteorológicas e às recomendações do fabricante do sistema de andaime.
Ao contrário, quando não existe rede de proteção, o andaime tende a apresentar menor resistência aerodinâmica ao vento, uma vez que o ar consegue atravessar parcialmente a estrutura, reduzindo a pressão global exercida sobre esta. Ainda assim, a capacidade resistente do andaime dependerá sempre da sua configuração, ancoragem e dimensionamento.
Como determinar a velocidade do vento expectável em cada zona?
Para aferir e antecipar o potencial de velocidade do vento numa determinada zona, podem ser consultados estudos, mapas e dados meteorológicos disponibilizados pelo IPMA, que incluem referências à velocidade média e comportamento do vento em diferentes regiões de Portugal continental.
Entre os documentos de referência destacam-se:
- “Atlas do Vento em Portugal Continental”, publicado pelo IPMA;
- “Caracterização do Regime do Vento em Portugal Continental”.
Estes documentos, assim como outros dados meteorológicos relevantes, podem ser consultados através do IPMA, podendo servir de apoio à avaliação preliminar das condições de vento expectáveis numa determinada localização.
Nota: A velocidade média do vento numa região não deve ser interpretada como valor absoluto para efeitos de dimensionamento estrutural, uma vez que fatores locais, como altitude, exposição, obstáculos, topografia e altura do andaime, podem influenciar significativamente a ação do vento sobre a estrutura.
Qual é a fórmula para calcular a força do vento num andaime?
Nota: Este artigo é meramente informativo e não capacita ninguém para proceder a este tipo de cálculo em contexto real. Os resultados apresentados têm um caráter meramente indicativo e não devem ser utilizados para efeitos de dimensionamento, planeamento ou validação estrutural de qualquer obra, não dispensando, em circunstância alguma, o recurso a um profissional qualificado. Este tipo de cálculo deve ser realizado por técnicos e engenheiros especializados, respeitando as normas aplicáveis, instruções do fabricante e as condições específicas de implementação do andaime.
Mesmo quando estes cálculos são realizados por profissionais, é importante considerar a evolução das condições meteorológicas, sobretudo quando existam redes de proteção, lonas ou alterações relevantes na configuração da estrutura.
Independentemente de poderem existir diferentes metodologias para estimar a ação do vento sobre um andaime, existem alguns fatores fundamentais que influenciam o resultado:
- Área exposta do andaime;
- Velocidade do vento;
- Coeficiente aerodinâmico (arrasto/permeabilidade);
- Configuração do andaime e presença de redes ou revestimentos.
A título meramente exemplificativo, uma fórmula simplificada para estimar a força do vento pode ser a seguinte:
- F = 0,5 × ρ × A × Cd × V²
Legenda:
- F = força do vento em Newtons (N);
- ρ (rho) = densidade do ar em kg/m³ (normalmente adotada como aproximadamente 1,225 kg/m³ ao nível do mar);
- A = área do andaime exposta ao vento em m²;
- Cd = coeficiente de arrasto aerodinâmico, que varia consoante a geometria da estrutura, permeabilidade, presença de redes de proteção e condições de implementação. Para efeitos meramente exemplificativos, pode ser adotado um valor simplificado, mas em contexto real deve ser determinado de acordo com as normas aplicáveis e especificações do fabricante do sistema;
- V = velocidade do vento em metros por segundo (m/s).
Nota técnica: A fórmula apresentada constitui uma simplificação da ação do vento e não substitui, em qualquer circunstância, o cálculo estrutural previsto em normas como a EN 12810, EN 12811 e EN 1991-1-4 (Eurocódigo do vento).
Calculadora para estimar a força do vento sobre um andaime
Notas:
- Esta calculadora fornece apenas uma estimativa simplificada da força do vento sobre um andaime e não substitui o cálculo técnico realizado por um profissional qualificado.
- Foi adotada uma densidade média do ar (ρ = 1,225 kg/m³) e um coeficiente aerodinâmico simplificado (Cd = 0,6) para efeitos meramente exemplificativos.
- Em contexto real, fatores como altura do andaime, redes de proteção, exposição ao vento, topografia, ancoragens e especificações do fabricante podem influenciar significativamente os resultados.
- Esta calculadora proporciona apenas uma estimativa: os cálculos da ação do vento sobre um andaime devem ser realizados por um engenheiro especializado ou técnico qualificado.
- A densidade do ar e o coeficiente aerodinâmico foram simplificados na calculadora para efeitos meramente indicativos. Em contexto real, estes parâmetros podem variar e devem ser ajustados em conformidade com as normas aplicáveis, características do andaime e condições específicas de implementação.
- Existem vários fatores que podem ser considerados para tornar a estimativa mais precisa. Entre outros, destacam-se:
- Altitude: a altitude da zona de implementação pode influenciar a densidade do ar e, consequentemente, a ação do vento sobre a estrutura.
- Contexto de implementação ou terreno: a existência de obstáculos, como edifícios, árvores ou relevos nas imediações, pode influenciar significativamente a velocidade e direção do vento.
- Formato da estrutura: a geometria do andaime influencia a ação do vento. Estruturas mais permeáveis tendem a permitir maior passagem do ar, reduzindo parcialmente a pressão exercida pelo vento.
- Ângulo de incidência do vento: a direção e o ângulo de incidência do vento têm impacto na pressão exercida sobre a estrutura, variando conforme o sentido e intensidade da exposição.
- Temperatura ambiente: a temperatura do ar pode influenciar ligeiramente a densidade deste e, consequentemente, a ação do vento.
- Coeficiente de permeabilidade da rede de proteção: muitas vezes são colocadas redes de proteção, telas ou lonas nos andaimes, com influência significativa na ação do vento sobre a estrutura. A sua influência dependerá da densidade da malha, gramagem, material e permeabilidade.
Tabela exemplificativa de coeficientes de arrasto aerodinâmico
Nota: Os coeficientes abaixo são meramente exemplificativos e dizem respeito a formas geométricas genéricas. Em andaimes reais, o coeficiente aerodinâmico pode variar significativamente consoante o sistema de andaime, presença de redes de proteção, revestimentos, geometria da estrutura, exposição ao vento e recomendações do fabricante.
| 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 adequada à exposição ao vento expectável, configuração da estrutura, altura do andaime e condições de implementação.
Disclaimer: Todas as considerações, fórmulas e orientações dadas neste artigo são meramente exemplificativas. Este tipo de aferição e cálculo deve ser realizado por um profissional qualificado, tendo em conta o contexto específico de cada andaime, as normas aplicáveis e as orientações do fabricante do sistema.
Qual a velocidade máxima de vento que um andaime suporta?
Não existe uma resposta universal. A velocidade máxima de vento que um andaime é capaz de suportar dependerá do sistema utilizado, altura da estrutura, configuração, tipo de ancoragem, presença de redes de proteção, contexto de implementação e especificações do fabricante.
Em contexto real, os limites admissíveis devem resultar de cálculo técnico e das instruções do fabricante do sistema de andaime, não sendo aconselhável assumir valores genéricos.
Quando existem ventos fortes, especialmente em andaimes com redes de proteção ou lonas, é fundamental reforçar a monitorização da estrutura e, quando necessário, suspender os trabalhos.
FAQ’s
Aliando uma década de experiência no setor dos andaimes, à formação em Marketing Digital, decidi fundar o Portal dos Andaimes, um projeto de conteúdo dedicado a andaimes e outros tipos de trabalho em altura.
Durante o período em que trabalhei na Servitubos – Andaimes do Sul, desempenhei as funções de TSHST e, mais tarde, de encarregado, em contextos de construção civil e indústria pesada, em refinarias e fábricas como a Repsol. Frequentei várias formações, entre as quais se destacam o curso TSHST (certificado pelo ACT), Passaporte de Segurança (ISQ), Diretiva ATEX, Gestão de Qualidade, Trabalhos Altura, Montagem de Andaimes, entre outras.
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