Impacto do vento, corrosão e radiação solar em estruturas civis

Fatores e cargas externas influenciam e impactam a vida e a qualidade de estruturas e edifícios. As forças da natureza são alguns dos testes mais severos aos quais essas estruturas são submetidas. De diferentes tipos de cargas de vento a cargas sísmicas, efeitos de corrosão e radiação solar - há muitos fatores a serem considerados na engenharia e no design de edifícios e estruturas:

Efeitos do vento nas estruturas

O vento é uma força poderosa que tem um grande efeito sobre as estruturas. Existem dois tipos amplos de efeitos do vento nas estruturas: estática e dinâmica. A carga estática leva principalmente a flexões e torções elásticas da estrutura. A análise dinâmica do vento é necessária para arranha-céus, estruturas mais altas, longas e delgadas. Isso ocorre porque as rajadas de vento causam forças flutuantes na estrutura que induzem grandes movimentos dinâmicos, incluindo oscilações.

Na arquitetura contemporânea, prédios altos e arranha-céus têm design e escala cada vez mais complexos que os colocam em maior risco de efeitos do vento e forças induzidas na estrutura. Como várias estruturas respondem ao vento depende das características do vento. Com estruturas mais altas que apresentam altas proporções de aspecto, é vital analisar as forças cruzadas oscilantes do vento com uma certa frequência. E se isso coincidir com a frequência natural da estrutura, poderá causar muitos danos ou até falhas estruturais.

Assim, os engenheiros de projeto arquitetônico, civil e estrutural devem criar um projeto seguro, sustentável e econômico com a ajuda de estudos e habilidades de engenharia eólica. A engenharia eólica é um padrão do setor e é usada para revisar primeiro o impacto dinâmico do vento nas estruturas e entender as maneiras pelas quais o design pode ser otimizado para reduzir o efeito.

Impacto da corrosão na integridade estrutural

Simplificando, a corrosão é o dano causado aos metais por um período de tempo devido à reação deles com o meio ambiente.

Para os engenheiros civis e estruturais, a corrosão não é simplesmente uma questão estética; causa sérios danos e deterioração de edifícios, pontes, equipamentos e tubulações. Enquanto os componentes metálicos no exterior do edifício são mais propensos a danos atmosféricos e corrosão, o efeito da corrosão em todos os elementos metálicos, especialmente dentro do edifício - como fundação e paredes estruturais - é igualmente ruim.

Se não forem aplicadas medidas adequadas de controle e prevenção da corrosão, a corrosão poderá levar a danos estruturais irreparáveis ​​e sérios problemas a longo prazo. Embora a maioria dos elementos e estruturas corroídas possa ser recuperada ou substituída, o custo pode ser alto. É principalmente por isso que as práticas recomendadas recomendam que os contratados adotem uma abordagem preventiva. Durante as etapas de planejamento e design do projeto, os engenheiros estruturais devem examinar as folhas de dados do local ou os documentos e especificações dos estudos ambientais, juntamente com a capacidade de sobrevivência dos componentes metálicos e dos sistemas de revestimento, devido aos fatores ambientais.

A corrosão nas estruturas dos edifícios pode diminuir o valor geral de vários edifícios, pois pode resultar em:

Diluição dos metais utilizados, levando à perda de resistência mecânica, danos e, finalmente, falha.

Danos ambientais: vazamentos de canos, tanques de combustível e embarcações podem ter graves consequências para a saúde pública e todo o ecossistema.

Corrosão do aço no concreto

O concreto possui uma camada protetora segura para o aço e ajuda a evitar a corrosão e a ferrugem do aço. Devido à alta alcalinidade inicial, uma fina película passiva de óxido férrico é formada automaticamente na superfície do aço. É essa camada, por mais fina que seja, que protege o aço da corrosão. No entanto, uma vez que o ambiente perde sua alcalinidade, a camada não é mais eficaz e o aço começa a corroer. Para manter a alcalinidade do ambiente, o concreto precisa ser impermeável. As seguintes medidas preventivas podem ser tomadas para mitigar a corrosão:

• Certifique-se de que o reforço não esteja muito congestionado especificamente na interseção de vigas e colunas.

• Impedir que o aço entre em contato com o solo, madeira, tijolos e outras substâncias não alcalinas porosas.

• Use materiais de forma sensata, evitando aqueles que promovam o processo de corrosão agregado com alto sal, água salgada, etc.

• Melhores práticas de projeto estrutural com cobertura de proteção contra a corrosão.

• Dando proteção catódica a reforços.

• Revestimentos de superfície resistentes à corrosão, com tintas, alcatrões, asfalto, etc.

• Utilizando concreto impermeável de alto grau.

• Relação água-cimento correta.

Radiação solar

Radiação solar ou raios UV são a energia do sol. A quantidade de radiação solar em um site específico depende da localização - isto é, latitude e horas de luz solar nessa área.

Efeito da radiação solar em edifícios

A radiação UV afeta a durabilidade de muitos materiais de construção. As tintas desbotam, os materiais à base de plástico se tornam quebradiços, a madeira torce e se move, e a expansão e a contração devido ao aquecimento e ao resfriamento causam estresse em vários materiais, portanto a radiação UV é uma consideração importante na sustentabilidade do edifício.

Os engenheiros devem escolher materiais com um número mais alto de índice de UV, pois eles têm maior resistência à degradação por UV.

Conclusão

Edifícios e estruturas são testados por forças da natureza e do ambiente durante toda a vida útil. As práticas corretas de engenharia e a seleção de materiais apropriados podem ajudar a aumentar a vida útil dos edifícios e mitigar falhas e danos pesados.