ESTIMATIVA DA INTENSIDADE DE VENTO NECESSÁRIA PARA CAUSAR UM DESTELHAMENTO EM UMA COBERTURA DE DUAS ÁGUAS. André Felipe Schisler Saulo Migotto Gutierre Rodrigo Boeing Althof RESUMO Este artigo apresenta elementos, que viabilizam estimar a velocidade mínima do vento necessária para causar um destelhamento, em coberturas de duas águas, considerando os efeitos sobre telhas cerâmicas, e de fibrocimento. Sendo o resultado obtido comparado com os parâmetros adotados pelo mercado segurador, para caracterização de um vendaval. Diante das verificações realizadas, constatou-se que a velocidade de vento necessária para causar um destelhamento é superior aos 15 m/s considerado pelas seguradoras, sendo apurado que a velocidade mínima para movimentar as telhas seria de aproximadamente 19 m/s. Palavras-chave: Vendaval. Cobertura. Telhas. Seguradoras. ABSTRACT This article presents elements, that make it possible to estimate the minimum wind speed necessary to cause a unraveling, in gable roofs, considering the effects on ceramic tiles and fiber cement tiles. Being the result obtained compared with the parameters adopted by the insurance market, to characterize a windstorm. Given the checks made, it was found that the wind speed needed to cause a detachment is higher than 15 m/s considered by insurers, and it was found that the minimum speed to move the shingles would be approximately 19 m/s. Keywords: Windstorm. Roof. Tiles. Insurer. 1 INTRODUÇÃO Os esforços de segunda ordem gerados pela ação do vento em edificações leves, como pavilhões, imóveis residenciais, comerciais, etc., e podem causar até o colapso da estrutura. As forças aerodinâmicas atuantes nas edificações dependem da disposição geográfica da construção, o relevo e obstáculos no entorno, além de sua forma e dimensões conforme NBR 6123:88. O estudo visa verificar se os parâmetros adotados pelo mercado segurador para caracterização de um vendaval é o mais adequado e eficaz, visto que a caracterização do evento considera rajadas de vento de 15 m/s, como o preceito básico para ratificar a ocorrência do vendaval. Embora as condicionantes dificultem a determinação da pressão de vento que atua nos elementos da edificação, as normas de cálculo apresentam metodologias simplificadas, incorporando resultados de ensaios em modelos reduzidos. A obtenção dos dados que caracterizam uma intensidade mínima de vento necessária para causar um destelhamento auxiliará as seguradoras, e seus respectivos clientes a caracterizarem coberturas com maior assertividade, e com menor índice de insatisfação por parte dos clientes, visto que os eventos de vendaval correspondem a 5% do total dos sinistros acionados no país, e as indenizações correspondem a 6% do valor total indenizado pelas companhias seguradoras. 2 FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA O termo cobertura é utilizado para indicar todo o conjunto da obra destinado a protege-la das intempéries, e também pelas estruturas secundárias, que têm a finalidade de manter a estabilidade do conjunto, usualmente chamada de contraventamentos. Nas coberturas residenciais, a estrutura mais utilizada é uma treliça triangular, denominada tesoura, onde conjunto formado pela estrutura principal (tesouras) e pelos contraventamentos, configura a estrutura do telhado, porém talvez por parecer ser o coletivo de telhas, o termo telhado, costuma ser utilizado também como sendo o conjunto de telhas que cobre a edificação (vedação), ou mesmo o conjunto de telhas e madeiramento que cobre a obra (cobertura). 2.1 MODELOS DE COBERTURA Existem várias formas e modelos de coberturas, originando assim diversos modelos distintos de coberturas, sendo que alguns destes modelos têm sua nomenclatura designada pelo número de quedas (planos para escoamento), chamados de "águas do telhado". Figura 1 – modelos de cobertura Figura 1 - Fonte: Longsdon, 2002. 2.2 TIPOS DE TELHA Existem diversos tipos de telhas dos mais variados materiais, sendo os principais, de aço corrugado, alumínio, zinco, madeira, barro (cerâmicas), e fibrocimento. As telhas cerâmicas e de fibrocimento são as mais utilizadas no Brasil, já as telhas de alumínio, e aço corrugado, são utilizadas quase que exclusivamente em indústrias. As telhas de zinco, pouco utilizadas atualmente, são encontradas em obras rusticas, como depósitos e abrigo para animais. 2.2.1 Telhas Cerâmicas As telhas mais utilizadas em edificações residências são as cerâmicas, devido a facilidade de ser localizada, e de emprega-las devido a diversidade ofertada pelo mercado, cabe ressaltar ainda que as telhas cerâmicas fornecem conforto termo acústico superior aos demais tipos de telhas além de um bom acabamento estético. A figura a seguir demonstra os principais modelos de telhas cerâmicas. As telhas cerâmicas, apresentadas na figura 02, segundo CALIL JÚNIOR (1995), apresentam em suas bordas saliências e reentrâncias que permitem o encaixe (ajuste), permitindo a fixação entre elas. Cabe ressaltar que existem diversos modelos de telhas cerâmicas, entretanto para efeito de cálculo foi verificado o peso médio dos principais modelos utilizados, onde verificou-se um valor aproximado de 50kg/m², considerando apenas o peso próprio das telhas úmidas. Figura 2 – telhas cerâmicas Figura 2 - Fonte: CERÂMICA 7 (2002) e MIRANDA CORRÊA (2002) – Figura adaptada. 2.2.2 Telhas de fibrocimento As telhas de fibrocimento podem ser utilizadas tanto em coberturas residenciais como nas industriais, pois atendem vãos muito maiores que de uma telha cerâmica, alguns modelos podem ser utilizados diretamente sobre as paredes, dispensando todo o madeiramento, são as telhas chamadas por autoportantes. Entretanto outros modelos, não dispensam o madeiramento, mas ele é consideravelmente reduzido, em relação às telhas cerâmicas. A telha de fibrocimento comumente utilizada é a telha ondulada. A instalação das telhas, na execução de um telhado com telhas de fibrocimento, deve seguir uma sequência, para garantir a estanqueidade do telhado, onde as telhas devem ser instaladas de baixo para cima, garantindo a sobreposição das telhas, para mitigar o risco de vazamento, conforme figura 3. As telhas de fibrocimento possuem um peso especifico relativamente baixo, e uma grande variedade de diferentes medidas, espessuras, e modelos, onde foi realizado o levantamento do peso médio, onde será considerado o peso de 16 kg/m², onde na instalação adequada, as telhas são intertravadas, e fixadas com pregos, ou parafusos, entretanto consideraremos apenas o peso próprio das telhas úmidas, sem considerar as devidas fixações. Figura 3 – esquema de montagem de cobertura de fibrocimento Figura 3 - Fonte: ETERNIT (2002) 2.3 ESTRUTURA DO TELHADO Uma estrutura pode ser dimensionada de várias formas, variando de acordo com a necessidade e desejo do formato da cobertura, nos telhados com duas aguas existem alguns modelos de treliça que podem ser adotados o tipo Howe, onde os elementos são dispostos em direção contraria ao centro da estrutura resistindo esforços de compressão, o tipo Fink (Polonesa), onde os montantes são comprimidos e as diagonais são tracionadas, e o tipo Belga que é identificada por não possuir barras verticais, onde os componentes são submetidos a tração, permitindo a utilização de peças mais esbeltas, porém cabe ressaltar que nos modelos citados deve-se evitar momentos secundários sobre os nós das treliças. Os modelos citados configuram as tesouras, que transmitiram os esforços para os apoios. 2.3.1 Contraventamentos O contraventamento é necessário para resistir esforços secundários causados por cargas acidentais, sendo a principal delas a ação do vento que é transmitida à estrutura seguindo direções não dimensionadas no plano das mesmas, gerando a necessidade da utilização de uma estrutura auxiliar projetada para resistir a esses esforços. Essas estruturas são denominadas genericamente por contraventamentos. Caso uma cobertura não seja devidamente contraventada, pode ocorrer o deslocamento das tesouras, causando tensões progressivas, portanto são um elemento de fundamental importância para a estabilidade global do telhado. A figura 5 demonstra a representação gráfica da estrutura de um telhado de duas águas, com os devidos contraventamentos apurados para suportar as possíveis reações que o alicerce do telhado pode sofrer. Figura 4 – estrutura da cobertura com a aplicação dos contraventamentos Figura 4 - Fonte: Longsdon, 2002. 2.4 CARACTERIZAÇÃO DE UM VENDAVAL. O vendaval é causado devido ao deslocamento de uma massa de ar de uma área de alta pressão para uma área de baixa pressão, este elemento da natureza pode causar situações catastróficas, pois acontecem de maneira repentina, de modo que dificilmente há tempo hábil para proteção de pessoas ou bens, que sejam expostos a este fenômeno. Neste trabalho o vendaval será abordado sob a ótica do mercado securitário, que para caracterização das coberturas securitárias, considera como vendaval ocorrência de rajadas de vento com intensidade igual ou superior a 15 m/s (54 km/h). Os vendavais são provocados pelo deslocamento violento de uma massa de ar, comumente são associados a precipitações hídricas intensas e concentradas, que caracterizam as tempestades. O superaquecimento local, ao provocar a formação de grandes Cumulunimbus isolados, gera correntes de deslocamentos horizontal e vertical de grande violência e de elevado poder destruidor (VIANELLO; ALVES, 1991; VAREJÃO-SILVA, 2001; CASTRO, 2003). Existem tabelas que categorizam o vento de acordo com a sua intensidade, são elas a escala anemométrica internacional de Beaufort, e a escala de Fujita, sendo a segunda adotada apenas para a classificação de tornados. Já a escala de Beaufort, além de categorizar o vento de 0 m/s a 32,7 m/s também indica os efeitos em terra e no mar, conforme figura 5. Em destaque a intensidade de vento que o mercado segurador considera como vendaval, conforme tabela a designação do mesmo é ‘Vento forte’, e os efeitos em terra são “Movem-se as árvores grandes; dificuldade em andar contra o vento”. Figura 5 – Escala anemométrica de Beaufort Figura 5 - Fonte: Google, 2002 - Figura adaptada. 2.4.1 Atlas de desastras naturais (Vendaval) O vendaval é enquadrado como desastre natural de causa meteorológica, e está associado às tempestades, por meio da intensificação do regime dos ventos. Assim, os vendavais geralmente são acompanhados por temporais, que caracterizam as tempestades. Além das chuvas intensas, podem ser acompanhados ainda por queda de granizo ou de neve, quando são chamados de nevascas. A ocorrência de tempestades de verão, e frentes frias, ciclones extratropicais, entre outros, podem ocasionar vendavais intenso. No artigo serão levadas em consideração as condições climáticas da região sul do Brasil, onde se concentram a maioria dos eventos de vendaval atendidos pelas companhias segurados, verificaremos as condições para o Estado de Santa Catarina onde foi consultado a Atlas de Desastres Naturais, do respectivo estado. Os vendavais geralmente causam apenas danos materiais, causando danos diretos, onde a proporção dos danos é associada a intensidade do vento a que as áreas foram expostas. Conforme Tominaga, Santoro e Amaral (2009), danos começam a ser causadas por ventos acima dos 20 m/s, como destelhamento, quedas de placas e quebra de galhos das árvores. Os vendavais são recorrentes no estado de Santa Catarina, e conforme registros existem um aumento significativo nos eventos em meados de setembro, conforme exposto na figura 6, cabe ressaltar que os dados se referem ao período entre 1991 e 2012, onde ocorreram aproximadamente 660 eventos de vendaval registrados no estado, entretanto existem diversas ocorrências que não são registradas, pois causam impactos localizados, não sendo estes registrados junto aos órgãos competentes. Figura 6 – Frequência mensal de registros de vendaval, no período de 1991 a 2012. Figura 6 - Fonte: CEPED UFSC, 2013 2.5 - REAÇÕES CAUSADAS PELO VENTO As construções estão sujeitas a carregamentos horizontais causados pelo vento sendo que as edificações altas e esbeltas tendem a sofrer mais com esse tipo de esforço, pois eles causam grandes momentos fletores sobre a estrutura e podendo causar o deslocamento lateral da mesma, conforme Figura 6. Ching (2014) afirma que, os principais efeitos causados pelo vento em estrutura são as solicitações laterais. Tais efeitos são a combinação de pressão direta, pressão, sucção e esforços de fricção. A pressão direta é gerada quando a superfície está perpendicular à direção do vento. Já a pressão negativa/sucção acontece quando a superfície é “puxada”, o que pode levar a danos principalmente em coberturas e fachadas. Fricção ocorre quando a massa de ar não para quando atinge a edificação, e flui se distribuindo em torno dela. As forças de fricção longitudinal são geradas pela força de atrito. O vento causa menores solicitações em edificações com superfícies aerodinâmicas do que em edifícios com superfícies retas. Construções muito altas devem prever a redução gradual nas áreas dos pavimentos para combater os efeitos do vento, que aumente conforme a altura. 2.5.1 – Reações do vento sobre as coberturas Ao passar sobre a cobertura, o vento exerce duas forças, uma para baixo e outra para cima, uma empurra o telhado para baixo, em direção ao solo, e costuma danificar telhas grandes, como as metálicas de perfil trapezoidal, que acabam entortando e afundando. A segunda força gera esforços para cima, é a pressão negativa, que muitas vezes é desconsiderada. Conforme o engenheiro WATANABE (2014). Telhas maciças, como as cerâmicas e de cimento, tem um peso médio aproximado de 50 kg/m², e o conjunto da cobertura pode chegar a 120 kgf devido a isso precisa haver rajadas de vento significativas, para levanta-lo. As coberturas que foram adotadas telhas leves, como as de fibrocimento, cujo médio estimado é de 23 kgf, a sucção tende a causar danos arrancando as telhas. Segundo WATANABE (2014) “A pior situação se dá com as telhas superleves, como as plásticas ou de alumínio, quando o peso do telhado chega a 15 kgf, e qualquer ‘ventinho’ é capaz de danificálo”, afirma. 2.6 DETERMINAÇÃO DA INTENSIDADE DO VENTO Conforme norma brasileira NBR-6123:88, para determinação das forças estáticas advindas do vento são considerados os seguintes quesitos, velocidade básica do vento (Vo), velocidade característica do vento (Vk), pressão dinâmica (q), coeficientes de pressão (∆p), forma (F), e de força (Fa), além dos efeitos dinâmicos devido a turbulência. A força do vento sobre uma estrutura parcialmente executada varia de acordo com o método da construção. É razoável admitir que a máxima velocidade característica do vento, Vk, não ocorrerá durante um período pequeno de tempo. Assim sendo, a verificação da segurança em uma estrutura parcialmente executada pode ser feita com uma velocidade característica menor. Figura 7 - Isopletas da velocidade básica Vo (m/s) Figura 7 - Fonte: ABNT (1988). 2.6.1 – Ação estática do vento em edificações A ação do vento nas construções pode ser entendida através do Teorema de Bernoulli e do Teorema de Conservação da Massa segundo BLESSMANN (1978), estes teoremas aplicados ao vento, considerando-o como um fluido incompressível em fluxo permanente, e também a carga de posição desprezível. A partir dessas considerações obtém-se a Pressão de Obstrução que é a pressão obtida no Ponto de Estagnação (onde velocidade do fluido é nula) e só existe a pressão estática, sendo essa perpendicular à superfície da estrutura. A pressão de obstrução apresenta grande relevância por ser utilizada como referência na determinação da pressão estática total dos demais pontos da edificação e é determinada por: 2.6.2 – Coeficientes de pressão externa e de forma Podemos obter o coeficiente de pressão externa (Cpe) através do teorema de Bernoulli dado pela seguinte equação: Portanto medindo a velocidade no ponto em estudo e a velocidade característica do vento determina-se o Cpe. Na pratica a forma da edificação o Cpe pode ser obtido por meio de ensaios com modelos reduzidos em túnel de vento, que medem pressões e essas são associadas às respectivas velocidades necessárias para a obtenção do coeficiente, entretanto a fim de facilitar o dimensionamento das estruturas a NBR 6123:1988 indica a utilização dos coeficientes de forma (Ce) que são valores médios do coeficiente de pressão para cada superfície da edificação. Porém em regiões que apresentam elevados valores de Cpe, principalmente onde há a formação de vórtices. A figura 8, traz a tabela com valores de Ce, fornecidos pela NBR 6123:88, adotados para obtenção dos resultados. Figura 8 - Tabela Cpe para telhados de duas águas retangulares Figura 8 – Fonte: ABNT (1988). O carregamento gerado pela ação do vento sobre a estrutura da cobertura reações como e sobrepressão (pressão efetiva maior que a pressão atmosférica) e a pressão negativa (menor que a pressão atmosférica), também denominada como sucção, sendo tais reações obtidas através da terminação dos Cpe e Ce considerando as características aerodinâmicas da edificação. Tais reações apresentam um comportamento padronizado, onde a sobrepressão sempre é associada a barlavento, e a sucção a sotavento, conforme demonstra a figura 9. Figura 9 - Ação externa do vento em edificações Figura 9 – Fonte: aquarius.ime.eb.br. – Figura adaptada. 2.6.3 – Coeficiente de pressão interna Neste estudo o coeficiente de pressão interna está relacionado ao fato de haverem aberturas na cobertura, para ventilação, o que gera uma diferença de pressão entre a parte interna e a externa. O Cpi com base na a permeabilidade de cada face da edificação - função das dimensões - e dos valores de sobrepressão e sucção externas que atuam na parte interna da edificação - função da localização das aberturas e da direção do vento. Por exemplo: aberturas a barlavento geram sobrepressão interna (+) enquanto aberturas a sotavento geram sucção interna (-). Por essas várias influências não seria fácil e prático o cálculo de Cpi por equações. Com isso a NBR 6123:1988 apresenta valores de Cpi para várias situações de abertura e índice de permeabilidade (relação entre área das aberturas e a área total da superfície). Conforme NBR-6123:88, item 6.2.2, a mesma considera como elementos impermeáveis lajes e cortinas de concreto armado ou protendido; paredes de alvenaria, de pedra, de tijolos, de blocos de concreto e afins, sem portas, janelas ou quaisquer outras aberturas. Os demais elementos construtivos e vedações são considerados permeáveis. A permeabilidade deve-se à presença de aberturas, tais como juntas entre painéis de vedação e entre telhas, frestas em portas e janelas, ventilações em telhas e telhados, vãos abertos de portas e janelas, chaminés, lanternins, etc. O índice de permeabilidade é definido com base entre a área das aberturas, e a área total da seção avaliada, e a determinação deste índice, e ser a mais precisa requer atenção especial, e deve ser a mais precisa possível, e cabe ressaltar que o índice de permeabilidade de nenhuma parede ou água de cobertura pode ultrapassar 30%. A determinação deste índice deve ser feita com prudência, tendo em vista que alterações na permeabilidade, podem conduzir a valores mais nocivos de carregamento. 3 – PROCEDIMENTOS METODOLÓGICOS Para o desenvolvimento do cálculo, conforme mencionado anteriormente, será considerado uma cobertura de duas águas com 100 m², com inclinação de 20°, a edificação está situada em Santa Catarina, em uma região plana, com poucos obstáculos, inicialmente será considerado a intensidade de vento adotada pelo mercado segurador, para caracterização de um evento de vendaval (15m/s). Para cobertura, será considerado os dois modelos de telhas mais empregados em construções residenciais, sendo a telha cerâmica (120 kgf/m²), e telhas de fibrocimento, com medidas de 110 x 244 cm e 6 mm de espessura (16 kgf/m²), considerou-se que as rajadas de vento atingindo a cobertura a 0º. LEGENDAS: 𝑉0 = 𝑉𝑒𝑙𝑜𝑐𝑖𝑑𝑎𝑑𝑒 𝑖𝑛𝑖𝑐𝑖𝑎𝑙; 𝑉𝑘 = 𝑉𝑒𝑙𝑜𝑐𝑖𝑑𝑎𝑑𝑒 𝑐𝑎𝑟𝑎𝑐𝑡𝑒𝑟𝑖𝑠𝑡𝑖𝑐𝑎 𝑑𝑜 𝑣𝑒𝑛𝑡𝑜; 𝑞 = 𝑃𝑟𝑒𝑠𝑠ã𝑜 𝑑𝑖𝑛𝑎𝑚𝑖𝑐𝑎; ∆𝑝 = 𝑃𝑟𝑒𝑠𝑠ã𝑜 𝑒𝑓𝑒𝑡𝑖𝑣𝑎; 𝐶𝑝𝑒 = 𝐶𝑜𝑒𝑓𝑖𝑐𝑖𝑒𝑛𝑡𝑒 𝑑𝑒 𝑝𝑟𝑒𝑠𝑠ã𝑜 𝑒𝑥𝑡𝑒𝑟𝑛𝑎; 𝐶𝑝𝑖 = 𝐶𝑜𝑒𝑓𝑖𝑐𝑖𝑒𝑛𝑡𝑒 𝑑𝑒 𝑝𝑟𝑒𝑠𝑠ã𝑜 𝑖𝑛𝑡𝑒𝑟𝑛𝑎; 𝐶𝑒 = 𝐶𝑜𝑒𝑓𝑖𝑐𝑖𝑒𝑛𝑡𝑒 𝑑𝑒 𝑓𝑜𝑟𝑚𝑎 𝑒𝑥𝑡𝑒𝑟𝑛𝑜; 𝐹 𝑓𝑜𝑟ç𝑎 𝑑𝑜 𝑣𝑒𝑛𝑡𝑜; 𝜌𝑣𝑒𝑛𝑡𝑜 = 1,2 𝑔∕𝑚³; 𝐴𝑇𝑀 = 101.325 𝑃𝑎 3.1 - EQUAÇÕES: VELOCIDADE CARACTERISTICA (V0) PRESSÃO DINÂMICA (q) COEFICIENTE DE PRESSÃO EXTERNA (Cpe) COEFICIENTE DE PRESSÃO INTERNA (Cpi) Estabelecido com base na permeabilidade dá estrutura, onde considerou-se o vento perpendicular a uma face permeável, onde conforme NBR-6123:88 o Cpi é igual a +0,2 N/m². PRESSÃO EFETIVA (Δp) FORÇA ATUANTE SOBRE A COBERTURA F = (92,256) × 100 = 9,2 KN Verificou-se que rajadas de vento de 15 m/s geram um carregamento de 92,256 N/m², devido a diferença de pressão obtida pelo Teorema de Bernoulli, esta solicitação não possui a intensidade necessária para arrancar as telhas da cobertura, onde podemos afirmar que rajadas de vento com magnitude de 15 m/s, não tem potencial para causar um destelhamento. Diante da constatação, foi realizada a verificação dos valores com auxílio de uma tabela, onde foi realizado o aumento gradativo da intensidade das rajadas de vento, e avaliado o coeficiente da diferença de pressão entre a parte interna da cobertura, e a parte externa, e verificou-se que as telhas de vedação começam a ser movimentadas pela ação do vento, com rajadas a partir de 19 m/s, ressaltando que para a verificação atual foi considerado uma situação extrema, em que as telhas não tiveram nenhuma fixação no travejamento da cobertura, sendo considerado apenas o peso próprio das telhas intertravadas. Tabela 1 – Verificação dos esforços V0 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 S1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 S2 0,94 0,94 0,94 0,94 0,94 0,94 0,94 0,94 0,94 0,94 0,94 0,94 0,94 0,94 0,94 0,94 0,94 0,94 0,94 0,94 0,94 0,94 0,94 0,94 0,94 0,94 0,94 0,94 0,94 0,94 0,94 S3 0,88 0,88 0,88 0,88 0,88 0,88 0,88 0,88 0,88 0,88 0,88 0,88 0,88 0,88 0,88 0,88 0,88 0,88 0,88 0,88 0,88 0,88 0,88 0,88 0,88 0,88 0,88 0,88 0,88 0,88 0,88 Vk (m/s) 12,408 13,2352 14,0624 14,8896 15,7168 16,544 17,3712 18,1984 19,0256 19,8528 20,68 21,5072 22,3344 23,1616 23,9888 24,816 25,6432 26,4704 27,2976 28,1248 28,952 29,7792 30,6064 31,4336 32,2608 33,088 33,9152 34,7424 35,5696 36,3968 37,224 ½ 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 Fonte: Autor, 2019. ρ Ar 1,2 1,2 1,2 1,2 1,2 1,2 1,2 1,2 1,2 1,2 1,2 1,2 1,2 1,2 1,2 1,2 1,2 1,2 1,2 1,2 1,2 1,2 1,2 1,2 1,2 1,2 1,2 1,2 1,2 1,2 1,2 Vk² Pi-Pe (N/m²) 153,9585 92,38 175,1705 105,10 197,7511 118,65 221,7002 133,02 247,0178 148,21 273,7039 164,22 301,7586 181,06 331,1818 198,71 361,9735 217,18 394,1337 236,48 427,6624 256,60 462,5597 277,54 498,8254 299,30 536,4597 321,88 575,4625 345,28 615,8339 369,50 657,5737 394,54 700,6821 420,41 745,159 447,10 791,0044 474,60 838,2183 502,93 886,8008 532,08 936,7517 562,05 988,0712 592,84 1040,759 624,46 1094,816 656,89 1150,241 690,14 1207,034 724,22 1265,196 759,12 1324,727 794,84 1385,626 831,38 O resultado obtido foi comparado a com ocorrências de sinistros de vendaval, regulados pelo autor, em que as características das edificações são similares as avaliadas no artigo, onde houve a ocorrência de destelhamento de edificações. Sinistro 1: Destelhamento em barracão, trata-se estrutura pré-moldada, cobertura de duas águas, telhas de vedação fibrocimento(danificadas), e aluzinco, inclinação 15°, com área de 400 m². Edificação situada em Toledo – PR. As figuras 10 a 12, ilustram os danos constatados na edificação, entretanto cabe ressaltar que os danos afetaram apenas a parte antiga do galpão, cujo as telhas de vedação instaladas são de fibrocimento. Figura 10 – Vista da fachada principal da edificação. Fonte: Autor, 2018. Figura 11 – Vista aérea da propriedade atingida. Fonte: Autor, 2018. Figura 12 – Vista do barracão danificado. Fonte: Autor, 2018. Nota-se que houve danos apenas nas telhas de fibrocimento, pois as mesmas não estavam devidamente fixadas. Na avaliação do evento, foi realizado consulta a estação meteorológica da região que fica a aproximadamente quarenta quilômetros da propriedade, sendo que a mesma registrou na data do evento rajadas de até 26.9 m/s, velocidade superior à necessária para causar o destelhamento, conforme já mencionado. Sinistro 2: Trata-se de um aviário, que sofreu danos decorrentes de vendaval. Quanto à cobertura, refere-se a uma cobertura de duas águas, com telhas de vedação em fibrocimento, inclinação de 20º, e com aproximadamente 3.000 m². A ação do vendaval nesta situação, além do destelhamento causado pela diferença de pressão, e teve parte da estrutura da cobertura deslocada, devido a ação da sucção, sobre a estrutura, vide imagens 13 a 16. Figura 13 – Vista ampla do perfil longitudinal da edificação. Fonte: Autor, 2018. Constatado edificação já reparada, entretanto foi possível identificar os pontos de onde as telhas foram arrancadas durante o vendaval Figura 14 – Vista da cobertura reparada Fonte: Autor, 2018. Figura 15 – Deslocamento das terças, desalinhamento telhas beiral Fonte: Autor, 2018. Nota-se o deslocamento das telhas de vedação, o deslocamento ocorreu devido a movimentação da estrutura do telhado, em virtude das solicitações geradas pela pressão negativa à sotavento. Figura 16 – Deslocamento da terça, devido a sucção Fonte: Autor, 2018. Exemplo prático da ação da sucção sobre a estrutura do telhado, o efeito da pressão negativa levantou uma das águas da cobertura, e a projetou cerca de 30 mm, gerando assim um desalinhamento de toda a estrutura do telhado. As setas da figura 6 indicam o sentido do esforço gerado sobre a estrutura. A edificação foi exposta a um temporal, com rajadas de vento de 30 m/s, esta intensidade de vento, gera esforços cerca de duas vezes maior que o peso próprio da cobertura. 4 CONSIDERAÇÕES FINAIS Com base nas verificações realizadas neste trabalho, buscou-se a compreensão da ação do vento sobre as telhas de vedação, a verificação realizada tem como objetivo apresentar ao mercado segurador, o embasamento técnico para caracterizar a ocorrência de vendavais, sendo este tipo de evento um dos com maior impacto econômico sobre o pagamento de indenizações securitárias. Além disso, a consideração dos esforços de segunda ordem gerados pela ação do vento são condicionantes significativas para o dimensionamento adequado de estruturas, principalmente para coberturas, e estruturas esbeltas. Conforme apurado, constatou-se que a intensidade estimada das rajadas de vento, para o vento possa causar um destelhamento, é de aproximadamente 19 m/s, pois rajadas de menor intensidade não causariam os esforços necessários, para deslocar as telhas de vedação, gerando o destelhamento. O estudo focou em nos aspectos de caracterização securitária, entretanto o estudo terá continuidade, após a fase acadêmica, onde serão elaborados testes, para o confrontamento de dados, a fim de validar, e ratificar os fatos apurados no estudo realizado avaliando os demais modelos de cobertura, a fim de determinar um modelo que possa ser adotado como padrão. Cabe ressaltar, no entanto, que para a situação avaliada, o método adotado pelo mercado securitário para caracterização de um vendaval, está coerente, pois ampara com certa margem de segurança os casos de vendaval, uma vez que o intuito é amparar as coberturas contratadas, entretanto o estudo também viabiliza a que se estabeleçam parâmetros técnicos na avaliação do risco, possibilitando a mitigação dos riscos por parte das seguradoras. 5 REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS 1 - ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBR 6123 informação e documentação: artigo em publicação periódica científica impressa: apresentação. Rio de Janeiro, 1988a. 2 – LOGSDON, N B, Estruturas de madeira para coberturas, sob a ótica da NBR 7190/1997, Cuiabá, 2002. 3 – WATANABE, R M, Ação do vento nas edificações, São Paulo 2006. 4 - MOLITERNO, A. Caderno de projetos de telhados em estruturas de madeira. Revisão técnica: Reyolando M. L. R. F. Brasil. 4. ed. São Paulo: Blucher, 2010. 5 – Universidade Federal de Santa Catarina. Centro Universitário de Estudos e Pesquisas sobre Desastres. Atlas brasileira de desastres naturais: 1991 a 2012 / Centro Universitário de Estudos e Pesquisas sobre Desastres. 2. ed. rev. ampl. – Florianópolis: CEPED UFSC, 2013. 6 – NASCIMENTO, B M e Outros, Abordagem didática e pratica da ação do vento em edificações São Paulo, 2016. 7 – BLESSMANN, J Efeito do vento em edificações. Porto Alegre, Editora da Universidade UFRGS 2017a.
