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Oct 25, 2023

Os orifícios de ventilação nos banners fazem diferença? Usamos um túnel de vento para descobrir

Professor de Engenharia Civil, Universidade de Queensland

Professor de Engenharia Civil, Universidade de Queensland

Professor de Robótica, Queensland University of Technology

Matthew Mason recebe financiamento do Australian Research Council e do Bushfire and Natural Hazards Cooperative Research Centre.

Jonathan Roberts é um investigador associado do Centro Australiano de Visão Robótica e co-fundador da competição de robôs voadores UAV Challenge.

A Queensland University of Technology e a University of Queensland fornecem financiamento como membros do The Conversation AU.

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A próxima vez que você vir uma faixa pendurada em uma rua ou em uma ponte, ou hasteada como parte de uma marcha, protesto ou manifestação, olhe mais de perto. Você pode ver que o banner tem buracos ou fendas cortados nele.

Mas por que alguém cortaria buracos em um banner perfeitamente bom?

Estas são as chamadas "aberturas de vento" e, por algum motivo, as pessoas têm mutilado seus banners com esses buracos na crença de que sua presença reduzirá significativamente a carga de vento no banner.

Mas será que um banner com furos ou fendas realmente passa mais facilmente ao vento do que um banner equivalente sem furos?

Não se sabe quando as pessoas começaram a abrir buracos em seus estandartes. Há muito pouco escrito sobre a prática, e muito do conhecimento parece vir de boca em boca ou foi transferido de outros domínios relacionados ao vento.

O que é óbvio nos sites dos fabricantes de cartazes e banners do mundo é que eles estão frustrados por ter que cortar buracos em suas criações feitas com amor.

Alguns fabricantes de banners simplesmente recusam e dizem a seus clientes que, se eles quiserem buracos, eles mesmos podem cortá-los.

A aparente importância das aberturas de vento para banners levou alguns governos locais ao redor do mundo a torná-las obrigatórias para banners instalados em determinados locais. Sem orifícios de ventilação, nenhum banner permitido!

Os regulamentos da Câmara Municipal de Brisbane, em Queensland, na Austrália, estabelecem que, para que os banners sejam instalados na icônica Story Bridge da cidade, eles "devem ser fornecidos com orifícios de ventilação" e que "orifícios de ventilação (aberturas) precisam ser espaçados em aprox. intervalos de 3m".

A pequena cidade de Springville, Utah, EUA, estabelece em seu regulamento que pelo menos 20% da área do estandarte deve ser composta por buracos. Ele sugere "respiradouros em forma de meia-lua de 4 a 6 polegadas de largura e voltados para baixo em todo o banner".

Para entender o que as aberturas de vento fazem por nossos banners, precisamos visitar o trabalho de especialistas em aerodinâmica.

Em 1956, BG de Bray, um especialista em aerodinâmica do Royal Aircraft Establishment do Reino Unido, realizou uma série de testes em túneis de vento para mostrar como placas planas com orifícios funcionavam em uma corrente de ar em movimento. Ele estava interessado em saber como as placas poderiam ser usadas para freios a ar em aeronaves durante o pouso.

Seus experimentos mostraram que as perfurações (buracos) tornam o fluxo de ar mais estável, mas que houve "apenas uma redução comparativamente pequena no coeficiente de arrasto". Ele mostra um gráfico registrando a relação entre a área dos furos e a mudança no coeficiente de arrasto de uma placa plana. O gráfico indica que fazer furos em 20% da área de um banner reduzirá o arrasto em cerca de 5% em um vento de 150km/h.

Quando consideramos a outra descoberta de de Bray – que os buracos tornam o fluxo de ar mais estável – podemos ver um exemplo comum disso em ação em pára-quedas redondos.

Estruturas ondulantes que se enchem de ar no lado de barlavento, como pára-quedas redondos, tornam-se instáveis ​​quando não há buracos na estrutura. O ar tende a se espalhar quase aleatoriamente da borda da estrutura. Isso faz com que a estrutura balance ao vento de uma maneira aparentemente aleatória.

Isso foi descoberto nos primeiros dias do desenvolvimento do pára-quedas. No final dos anos 1700, vários desenvolvedores de pára-quedas foram mortos devido a acidentes relacionados a seus pára-quedas instáveis ​​e oscilantes.

Em 1804, o francês Joseph Lelandes inventou o apex vent, um orifício no topo do pára-quedas. Isso pareceu resolver o problema de estabilidade, mas não pareceu reduzir o arrasto, ideal para paraquedismo onde é necessário o arrasto.