A Norma Brasileira (NBR) 6123, intitulada “Forças devidas ao vento em edificações”, é um documento técnico fundamental para o projeto de estruturas no Brasil. Ela estabelece os procedimentos para o cálculo das forças do vento que atuam sobre edificações e outras estruturas, garantindo a segurança e a estabilidade das construções. Um dos parâmetros cruciais definidos por esta norma é o Fator Topográfico (S1), que leva em consideração as variações do relevo do terreno no local da construção.
Este fator é essencial para ajustar a velocidade básica do vento (V0) e, consequentemente, as pressões e forças resultantes sobre a estrutura.
Este documento tem como objetivo detalhar os passos e as melhores técnicas para a determinação do parâmetro S1, conforme as diretrizes da NBR 6123:2023. Compreender e aplicar corretamente este fator é vital para um dimensionamento preciso e seguro das edificações, especialmente em regiões com topografia complexa.
O Fator Topográfico (S1)
O fator topográfico S1 é um dos três fatores de ajuste (S1, S2 e S3) que, juntamente com a velocidade básica do vento (V0), são utilizados para calcular a velocidade característica do vento (Vk) em um determinado local. O S1, em particular, considera a influência do relevo do terreno na velocidade do vento. Ele é aplicado para levar em conta o aumento da velocidade do vento em locais elevados, como morros, taludes e escarpas, ou a diminuição em vales protegidos.
De acordo com a NBR 6123, o valor de S1 pode variar dependendo das características topográficas do terreno. Para terrenos planos ou fracamente acidentados, onde a inclinação do terreno é inferior a 3 graus, o fator S1 é considerado igual a 1,0. No entanto, em regiões com morros, taludes ou escarpas, o S1 será maior que 1,0, indicando um aumento na velocidade do vento devido ao efeito de aceleração do fluxo de ar sobre essas elevações. [5, 6, 8, 10]
Fatores que Influenciam o S1
A determinação do S1 em terrenos acidentados envolve a consideração de diversos parâmetros geométricos do relevo. Os principais são:
- Altura do morro ou escarpa (dt): A diferença de nível entre a base e o topo da elevação. Quanto maior a altura, maior a influência no S1.
- Projeção da escarpa (Lt): A distância horizontal da base da elevação até o ponto onde o terreno volta a ser plano. Este parâmetro define a extensão da área de influência do relevo.
- Altura acima do nível do solo (z): A altura em que a estrutura está sendo considerada em relação ao nível do terreno. O efeito do S1 varia com a altura, sendo mais pronunciado próximo ao topo da elevação.
- Ângulo da escarpa (θt): A inclinação do talude ou morro. Ângulos mais acentuados geralmente resultam em valores maiores de S1.
Esses parâmetros são utilizados em fórmulas e gráficos presentes na NBR 6123 para o cálculo do S1. É importante ressaltar que a norma apresenta diferentes metodologias para o cálculo do S1, dependendo da configuração topográfica (morros, taludes, escarpas) e da posição da edificação em relação a essas feições. [1, 2]
Passos para a Determinação do Parâmetro S1
Análise Preliminar do Terreno
- Identificação do Relevo: O primeiro passo é identificar se o terreno é plano, fracamente acidentado, ou se apresenta morros, taludes, escarpas ou vales. Isso pode ser feito através de levantamentos topográficos, mapas de curvas de nível, ou inspeção visual do local.
- Classificação Simplificada: Se o terreno for considerado plano ou fracamente acidentado (inclinação inferior a 3 graus), o valor de S1 é diretamente 1,0. [5, 6, 10]
Determinação para Terrenos Acidentados (Morros, Taludes e Escarpas)
Se o terreno não for plano, é necessário um cálculo mais detalhado do S1. A NBR 6123 fornece gráficos e fórmulas para essa determinação, que dependem da geometria da elevação e da posição da edificação em relação a ela. Os principais cenários são:
- Morros e Taludes: Consideram a altura da elevação (dt), a projeção horizontal (Lt) e a altura (z). O S1 é determinado a partir de gráficos ou equações. O valor varia ao longo da elevação, sendo máximo no topo. [1, 2]
- Escarpas: Metodologia semelhante, com foco na inclinação e geometria da face da escarpa. Define zonas de influência. [1, 2]
- Vales: Em vales profundos e protegidos, o S1 pode ser menor que 1,0, indicando redução da velocidade do vento.
Utilização de Ferramentas de Cálculo
Ferramentas e calculadoras online podem facilitar o processo, solicitando os parâmetros geométricos e fornecendo o valor de S1. [1]
Considerações Adicionais
- Localização da Edificação: Posição em relação à feição topográfica influencia diretamente o S1.
- Revisão da Norma: Utilizar sempre a versão atual da NBR 6123. [4]
- Análise de Campo: Para casos complexos ou grandes obras, recomenda-se análise de campo e, se necessário, ensaios em túnel de vento. [9]
Melhores Técnicas para a Determinação do Parâmetro S1
- Levantamento Topográfico Detalhado: Para medir corretamente dt, Lt e z.
- Interpretação Correta da Norma: Observar exemplos e figuras da NBR 6123.
- Uso de Software Especializado: Agiliza o processo e reduz erros.
- Análise Crítica dos Resultados: Verifique se o valor obtido é coerente com a topografia.
- Consulta a Profissionais Experientes: Em terrenos complexos, é ideal consultar engenheiros experientes.
Utilização do Google Earth para Determinação da Inclinação do Talude
O Google Earth Pro pode ser uma ferramenta útil para análise preliminar da topografia e estimativa da inclinação dos taludes. [1, 4]
Passos para Utilizar o Google Earth Pro
- Abrir o Google Earth Pro: Inicie o aplicativo.
- Navegar para o Local de Interesse: Utilize a barra de busca.
- Criar um Caminho para o Perfil de Elevação: Clique em “Adicionar Caminho”, desenhe a linha e salve.
- Exibir o Perfil de Elevação: Clique com o botão direito sobre o caminho e selecione “Mostrar Perfil de Elevação”.
- Analisar a Inclinação: Observe a variação de dt e Lt e calcule a inclinação estimada usando tan(θt) = dt / Lt. [8]
Limitações e Considerações
- Precisão dos Dados: Os dados do Google Earth podem ter limitações de precisão. [2]
- Variações Locais: Pequenas variações do relevo podem não ser captadas. [2]
- Complemento, Não Substituto: Deve ser usado como apoio, não como substituto ao levantamento topográfico. [2]
Referências
- TRAMETOOLS. Topographic Factor S1. Disponível em: https://trametools.com/tools/s1.php. Acesso em: 8 jun. 2025.
- RESEARCHGATE. Fator topográfico S1 (z) para morros-NBR 6123 (1988). Disponível em: https://www.researchgate.net/figure/Figura-31-Fator-topografico-S-1-z-paramorros-NBR-6123-1988_fig1_254862961. Acesso em: 8 jun. 2025.
- YOUTUBE. Calculadora do fator topográfico S1 – NBR6123:2023. Disponível em: https://www.youtube.com/watch?v=_Ov9CNt1if8. Acesso em: 8 jun. 2025.
- NORMADEDESEMPENHO. ABNT NBR 6123:2023. Disponível em: https://normadedesempenho.com.br/wp-content/uploads/2024/01/NBR-6123-2023.pdf. Acesso em: 8 jun. 2025.
- CALCULISTADEACO. Esforços devido ao vento nas edificações NBR6123/88. Disponível em: http://calculistadeaco.com.br/wp-content/uploads/2017/03/Aula-10-Esfor%C3%A7os-devido-ao-vento-nas-Edifica%C3%A7%C3%B5es-NBR6123.pdf. Acesso em: 8 jun. 2025.
- ENG DOUGLAS. Vento – Fatores e Pressão Dinâmica – Estruturas de Pontes 2. Disponível em: https://engdouglas.files.wordpress.com/2017/09/aula-1-vento-fatores-e-pressc3a3o-dinc3a2mica.pdf. Acesso em: 8 jun. 2025.
- SCRIBD. Cálculo Carga Vento NBR 6123 | PDF. Disponível em: https://id.scribd.com/document/573432566/Calculo-carga-vento-NBR-6123. Acesso em: 8 jun. 2025.
- ENSUS. NBR 6123 – FORÇA DO VENTO EM EDIFICAÇÕES. Disponível em: https://ensus.com.br/forca-do-vento-nbr-6123/. Acesso em: 8 jun. 2025.
- ISQBRASIL. NBR 6123:2023 Principais alterações na revisão da norma. Disponível em: https://isqbrasil.com.br/nbr-6123-principais-alteracoes-na-revisao-da-norma/. Acesso em: 8 jun. 2025.
- ESTRUTURAS.UFPR. AÇÃO DO VENTO EM TORRES E ESTRUTURAS SIMILARES. Disponível em: https://estruturas.ufpr.br/wp-content/uploads/MEF/Aulas/Aula24/vento_teoria.pdf. Acesso em: 8 jun. 2025.
- GOOGLE EARTH. Medir distâncias e elevações. Disponível em: https://support.google.com/earth/answer/148134?hl=pt. Acesso em: 8 jun. 2025.
