Ação do vento em prédios com muitos andares: O caso do Citigroup Center

O vento atua sobre todas as construções, sua importância é maior quanto mais leve e estreito for o edifício. Neste texto daremos um primeiro passo para conhecer essa ação e falaremos de um caso muito famoso, quando se trata da ação do vento: o arranha-céu do Citigroup Center, que atualmente é chamado por seu endereço: 601 Lexington Avenue.

O caso do Citigroup Center

O Citigroup Center é talvez o caso mais famoso de falha de projeto e de cálculo da ação do vento, que quase acabou com um prédio de muitos andares. É um arranha-céu que pode ser observado facilmente no horizonte da cidade de Nova York, por sua parte superior em um ângulo de 45 graus. Mas é a base do edifício que realmente torna a torre tão única. Os nove andares inferiores, dos 59 do prédio, são colunas e, em vez de ficarem nos cantos do edifício, estão localizadas no centro de cada lateral. O fato de ter colunas no meio de cada lateral tornava o edifício menos estável, por isso, o engenheiro estrutural do projeto, William LeMessurier, projetou uma estrutura de reforço com formato de “V” que usava juntas soldadas. Mas, devido às mudanças durante a construção (os construtores usaram juntas parafusadas em vez de soldadas) e o fato de LeMessurier não ter calculado as cargas do vento sobre o edifício, quando o vento soprava de uma das esquinas *(nordeste, noroeste, sudeste ou sudoeste), o edifício não era estruturalmente sólido. No caso de um edifício “normal”, os ventos que batem contra as laterais costumam ser os de maior impacto, por esse motivo, o código de construção civil de Nova York vigente na época somente exigia esses cálculos. Entretanto, por seu projeto peculiar, no caso do Citigroup Center, os ventos transversais produziram tensões significativamente mais altas.

Testes em túnel de vento

Como explicou nosso professor do programa de Mestrado em Estruturas de Edificação com CYPE, José Carlos Goya, o primeiro passo é determinar as velocidades básicas de cálculo em cada ponto. Para o cálculo das ações do vento, existem três métodos: simplificado, analítico e túnel de vento. Os coeficientes de projeto atuais nos códigos e diretrizes baseiam-se quase todos em experimentos realizados em túneis de vento. Como funciona? O túnel de vento é um meio de pesquisa experimental muito conveniente, usado para medir a velocidade do vento circundante e as forças ou pressões sobre as estruturas. Entre outros experimentos, são usados para os testes da ação do vento. Como exemplo, temos o túnel de vento Gustave Eiffel que funcionou sempre, principalmente nesse campo. LeMessurier viajou para o Canadá, para solicitar testes mais minuciosos do edifício e consultar um engenheiro especialista na ação do vento, que havia supervisionado os testes do túnel de vento da maquete do edifício no Boundary Layer Wind Tunnel da Universidade de Western Ontario. A consulta concluiu que o edifício, tal como foi construído, não era seguro se incidissem ventos transversais. Revisando os cálculos, LeMessurier descubriu que os ventos transversais de 70 mph derrubariam o arranha-céu. Segundo os registros meteorológicos da cidade de Nova York, a probabilidade de uma tormenta com ventos de 70 mph era de 1 a cada 16 anos. Com a temporada de furacões prestes a chegar, isso obrigou LeMessurier a realizar com urgência o reforço da estrutura do edifício.

Reforço estrutural do Citigroup Center

Para definir o plano de ação para enfrentar esse perigo, foram realizadas várias reuniões sigilosas entre LeMessurier, o arquiteto Stubbins, um comitê da Citicorp e o engenheiro da Citicorp. LeMessurier desenvolveu um projeto para fixar os suportes, soldando elementos em aço forjado de 50 mm de largura em mais de duzentas juntas parafusadas. Para não deixar o público em geral muito preocupado, a equipe decidiu que o melhor seria não divulgar informações sobre o defeito da estrutura e, em vez disso, emitiram um comunicado à imprensa no qual detalharam umas obras de manutenção e reforço menores a serem realizadas durante o mês seguinte. Para não incomodar os inquilinos dos escritórios e não chamar muita atenção, os trabalhos foram realizados à noite. Coincidentemente, todos os jornalistas dos principais jornais estavam de folga durante esse período, de modo que ninguém investigou a história em detalhes. Apenas algumas semanas depois do começo das obras, os serviços meteorológicos divulgaram a notícia que todos temiam: o furacão Ella estava seguindo em direção à Nova York. LeMessurier declarou que as juntas mais críticas já haviam sido reparadas e que haviam produzido energia de reserva para o amortecedor de massa sintonizado, o que significava que o edifício agora era capaz de resistir a uma tormenta grau 1 em 200 anos. Entretanto, felizmente a tormenta desviou-se e, um mês depois, a soldagem foi concluída e o edifício tornou-se suficientemente forte para suportar uma tormenta grau 1 em 600 anos. Dessa forma, a falha de projeto do Citigroup Center foi esquecida por quase mais duas décadas, quando veio à luz e suscitou muitos debates. LeMessurier agiu corretamente ao avisar os proprietários e buscar uma solução, mas sem alertar o público em geral do perigo que corriam? Também houve questionamentos sobre o aprendizado ético e técnico que poderia ter sido produzido, se a comunidade de engenheiros estruturais pudesse ter discutido este caso 20 anos antes.