Pressão dinâmica do vento: do V0 ao carregamento estrutural
Da velocidade à força
A pressão dinâmica do vento (q) é a grandeza que efetivamente produz forças sobre a estrutura. O caminho do cálculo segue a sequência:
V0 → Vk → q → Forças na estrutura
Velocidade básica V0
A velocidade básica do vento (V0) é obtida do mapa de isopletas da NBR 6123 e representa a velocidade de uma rajada de 3 segundos, a 10 metros de altura, em terreno aberto (Categoria II), com período de retorno de 50 anos.
No Brasil, V0 varia entre:
- 30 m/s — regiões mais protegidas (interior de MG, por exemplo)
- 50 m/s — regiões mais expostas (litoral de SC, RS)
Velocidade característica Vk
Aplica-se os fatores S1, S2 e S3:
Vk = V0 × S1 × S2 × S3
Pressão dinâmica q
A pressão dinâmica é calculada pela equação de Bernoulli simplificada:
q = 0,613 × Vk² [Pa]
Onde:
qé a pressão dinâmica em Pascais (Pa) ou N/m²Vké a velocidade característica em m/s0,613é a constante que inclui a massa específica do ar (ρ = 1,225 kg/m³) na fórmula q = ½ρV²
Conversão de unidades
Engenheiros frequentemente trabalham com kN/m² ou kgf/m²:
- 1 kPa = 1000 Pa = 1000 N/m²
- 1 kN/m² = 1 kPa
- 1 kgf/m² ≈ 9,81 Pa
Para converter: q [kgf/m²] = q [Pa] / 9,81
Exemplo completo
Galpão industrial em Florianópolis (V0 = 43 m/s), 8m de altura, terreno aberto (Cat. II), Classe A, Grupo 3:
- S1 = 1,0 (plano)
- S2 = 0,95 (Cat. II, Classe A, z=8m, rajada 3s)
- S3 = 0,95 (Grupo 3 — industrial baixa ocupação)
- Vk = 43 × 1,0 × 0,95 × 0,95 = 38,8 m/s
- q = 0,613 × 38,8² = 0,613 × 1505,4 = 923 Pa ≈ 0,92 kN/m²
Da pressão dinâmica ao carregamento
A pressão dinâmica (q) não é aplicada diretamente. Ela é multiplicada por coeficientes de forma (Ce) e coeficientes de pressão (Cpe, Cpi) para obter a pressão efetiva em cada superfície:
Δp = (Cpe - Cpi) × q
Onde:
- Cpe — coeficiente de pressão externa (depende da geometria e direção do vento)
- Cpi — coeficiente de pressão interna (depende das aberturas da edificação)
Os coeficientes de pressão são tabelados na norma para diversas geometrias de edificações.
Variação com a altura
Como S2 varia com a altura (z), a pressão dinâmica também varia. Para edificações altas, é necessário calcular q em múltiplas alturas e aplicar o carregamento de forma escalonada ou como diagrama trapezoidal.