Metodologia da classe v3 de vulnerabilidade ao vento

Como o site classifica cada construção em baixa, moderada, alta ou muito alta: variáveis, fórmula, pesos, limites, origem de cada escolha, exemplo numérico e limitações. No código a classe chama-se periculosidade v3; aqui o termo "vulnerabilidade" significa exposição relativa ao vento, não probabilidade de dano. Rótulos: FATO (medido ou lido de arquivo), ESTIMATIVA (cálculo com premissa), HIPÓTESE (a testar), A CONFERIR (sem fonte). Triagem indicativa, não é laudo.

Em linguagem simples: de onde vem a classe

A fórmula e a classe

Para uma edificação, em cada uma das 16 direções k de onde o vento pode vir (N, NNE, NE… NNO, a cada 22,5°):

v3 = Σk=1..16 wk · ( gk · Fk )²
Fk = Gprojk · f_abrigok · f_degrauk · K_tipo · R_tamanho      (× Fm, só nas fichas cadastradas)
v2 (só terreno) = Σ wk · gk²

• g_k: razão de rajada do terreno em relação a um terreno plano e aberto (1,00 = neutro; > 1 acelera), vinda do modelo de terreno (seção Terreno).
• w_k: peso climático da direção k (soma = 1), das horas com rajada ≥ 50 km/h em 2005–2025 (tabela abaixo).
• F_k: fator da edificação na direção k (geometria, abrigo, degrau, tipo e tamanho).

Classes (por percentis da distribuição de v3 das 11.505 edificações do OpenStreetMap a até 10 km do hangar de Toledo): baixa < 0,522 ≤ moderada < 0,771 ≤ alta < 1,168 ≤ muito alta (P25, P75 e P95). Para o terreno sem edificação, usa-se o índice v2 da célula e os limites das células (P25, P75, P95 = 0,781, 0,967, 1,142). ESTIMATIVA

O que NÃO entra na classe v3: V0, S1, S2 e S3 da NBR 6123, CAPE, previsão, tipo de telha, fixações, ancoragens, estado de conservação. O v3 é relativo (compara construções entre si) e por isso as lacunas da norma (V0 e S2 de Toledo, seção Norma) não alteram a classe v3; elas afetam o motor VT-R de probabilidade de dano (/motor/), que é outra ferramenta.

Todas as variáveis que entram na classe v3

Lista conferida contra o código (d09_modelo_v3.py, vento_modelo.py, m8_edif_v3.py). Regra anti-circularidade: todos os coeficientes da coluna "Valor" foram fixados antes de olhar a métrica; nenhum foi ajustado para acertar os pontos com dano.

Pesos climáticos w_k por direção ESTIMATIVA

Reanálise horária de vento (Open-Meteo, ponto -24,710, -53,730; 184.080 horas, 2005–2025). Peso = horas com rajada ≥ 50 km/h na direção ÷ total dessas horas. É contagem de dado de reanálise (FATO da contagem), mas a reanálise subestima rajadas de tempestade (ESTIMATIVA): o peso representa o vento sinótico, não o downburst.

Terreno: de onde vem g_k

O modelo de terreno (vento_modelo.py, "Caminho do vento") roda em grade de 30 m, para 16 direções, e devolve a razão de rajada g em cada célula. Etapas: (1) rugosidade z0 e deslocamento d por célula, a partir de edificações, árvores e cobertura; (2) marcha do vento ao longo da direção, com camadas limite internas a cada mudança de rugosidade; (3) aceleração por topografia (forma linear em FFT, limitada); (4) abrigo e esteira de barreiras; (5) canalização em vales; (6) fator de rajada. Resultado: g = (rajada local)/(rajada em terreno plano aberto) para o vento de cada direção. HIPÓTESE Não reproduz microexplosão (downburst) nem tornado: só modula o vento sinótico por terreno e entorno. Os parâmetros de cada etapa são de literatura geral e não foram calibrados com medições locais (HIPÓTESE).

Exemplo resolvido passo a passo: hangares do aeródromo de Toledo

Ponto real: edificação mapeada no OpenStreetMap em -24,68695, -53,69621 (hangares do aeródromo, a 0 m do ponto cadastrado). FATO

1. Geometria (OSM): tipo hangar, pegada de 652 m²; retângulo mínimo L = 31,7 m, W = 20,5 m, eixo maior no azimute 2°; altura 6,0 m (padrão por tipo, ESTIMATIVA).
2. Tipo: cobertura leve → K_tipo = 1,10. Tamanho: R = 1 + 0,08·log₁₀(652/300) = 1,027.
3. Para cada direção k (tabela): g_k do modelo de terreno (média 3×3 na célula); Gproj_k = clip(√((L|sen(φ−θ)| + W|cos(φ−θ)|)/√A), 0,85, 1,20); obstáculos em 300 m dão Sh_k → f_abrigo = 1 − 0,5·Sh; degrau f_degrau; F = Gproj·f_abrigo·f_degrau·K·R.
4. Soma ponderada: v3 = Σ w·(g·F)² = 1,272. (Conferência: a coluna da direita soma 1,2723.)
5. Classe: limites (0,522; 0,771; 1,168). Como v3 = 1,272 ≥ 1,168, a classe é muito alta; percentil na base de Toledo = 97,0%.

Valores arredondados na impressão; o cálculo usa precisão total. HIPÓTESE: é o resultado de um modelo sem calibração, para comparar construções, não probabilidade de dano.

Norma: V0, S2 e o efeito nas cargas (NBR 6123)

V0 de Toledo entre 45 e 50 m/s, base 45 m/s. Fonte: ABNT NBR 6123:2023, item 5.1 e Figura 1, p. 11, leitura do mapa (estimativa). Com 50 m/s, as cargas sobem 23,5%, usado como sensibilidade. V0 é a rajada de 3 s a 10 m, em campo aberto, excedida em média uma vez em 50 anos. A CONFERIR O motor de probabilidade usa 45 m/s. Publicações secundárias abertas indicam que o mapa de isopletas foi mantido na revisão de 2023 [R23] A CONFERIR.

Efeito nas cargas: a pressão dinâmica é q = 0,613·V_k² (V_k = V0·S1·S2·S3). Passar V0 de 45 para 50 m/s multiplica q por (50/45)² = 1,235 (+23,5%). Para S1 = S3 = 1:

ESTIMATIVA Tabela S2 (b, p, Fr) usada pelo código e a transcrição da edição de 1988: A CONFERIR na fonte oficial. A edição de 2023 reformulou o S2 (velocidade média em 600 s) e o S3 do grupo 1 passou de 1,10 para 1,11 segundo fontes secundárias (+1,8% em q) A CONFERIR.

Como o v3 é relativo, essas incertezas não mudam a classe v3. Elas importam para o motor VT-R, para dimensionamento e para qualquer comparação com a pressão de projeto.

Limitações e limites do método

• Poucos danos reais: o modelo foi testado com 15 pontos com dano (vistoria técnica, 2 eventos de 29/09/2026) contra 4.525 candidatos sem dano confirmado. Os vizinhos "sem dano" são candidatos, não casos verificados. A busca em imprensa e Defesa Civil (M12) acrescentou 1 registro com coordenada e 11 sem coordenada; nenhuma fonte afirma ausência de dano em ponto específico A CONFERIR.
• Capacidade de separar: AUC do v3 neutro = 0,80 e do v2 (terreno) = 0,79, contra 0,59 do motor VT-R com tipologia genérica (IC90 por local 0,29 a 0,76), 0,53 da regra "área ≥ 700 m²" e 0,52 do acaso. Um AUC de 0,80 com 15 casos é compatível com muita incerteza. ESTIMATIVA
• Baixa seletividade: o v3 marca ~42% das construções sem dano como "alta" ou pior (15 de 15 com dano também); "muito alta" cobre ~2,3% dos candidatos e 0 de 15 pontos com dano. A classe é por quartis da base local, não probabilidade.
• Norma: o V0 de Toledo é leitura do mapa da NBR 6123:2023 (45 a 50 m/s, estimativa) e o S2 está A CONFERIR; o v3 não depende deles, mas o motor VT-R e qualquer verificação normativa sim.
• Downburst e tornado: o v3 não os reproduz (só vento sinótico modulado). A previsão bruta subestima rajadas de tempestade; em 29/09/2026 previu ~52 km/h onde as estações mediram até 104,8 km/h. Ver a correção estatística simples em /consulta/, que corrige o viés de frequência mas não cria habilidade em eventos extremos.
• OpenStreetMap incompleto: construções novas e rurais podem não existir; sem edificação a 60 m a classe vem do terreno (v2). Alturas sem tag são padrão por tipo.
• Anel de 10 a 45 km (M12): o v3 foi recalculado num domínio maior; na sobreposição (≤ 10 km) a correlação com o valor anterior é 0,98, mas só ~85% das construções mantêm a mesma classe (≈ 90% após a harmonização). Fora de Toledo, os limites de classe vêm da base de Toledo.
• Não é laudo nem substitui vistoria com ART; não é aviso oficial (Defesa Civil 199).

Referências vistas e como entram

Só constam referências vistas. Elas dão contexto; nenhum coeficiente do v3 foi extraído delas (os coeficientes são julgamento de engenharia fixado a priori). As demais citações dos comentários do código (rugosidade, topografia, abrigo, fator de rajada) estão A CONFERIR.

• [R7] Classificação automática de tipo de cobertura por aprendizado de máquina para risco regional de vento — link
• [R9] Metodologia de fragilidade baseada em LES para edificações baixas (pressão líquida e falhas por detritos) — link
• [R16] Aprendizado de máquina informado por física para modelagem substituta de pressão de vento e posicionamento de sensores — link
• [R17] Método baseado em GAN para predição de pressão de vento em superfícies de edificações — link
• [R19] Revisão das características do campo de vento de downbursts e efeitos em estruturas (Buildings, 2024) — link
• [R23] Mapa de isopletas da NBR 6123 com abordagem climatológica (Rev. IBRACON Estruturas e Materiais, 2023) — link

Memória de cálculo baixável

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Base científica (fontes, método, validação e limites): https://ventostoledo.schadler.tech/ciencia/