Escala Fujita: classificar a fúria dos tornados

Tornado classificado EF4 na escala Fujita — Tornado devastador classificado EF4 com danos estruturais importantes.
Fonte da imagem: astronoo.com (nova janela) - imagem gerada por IA, domínio público.

Resumo científico

O artigo da Astronoo apresenta a escala Fujita, um sistema de classificação de tornados baseado na análise dos danos observados e não na medição direta do vento. Introduzida em 1971 por Tetsuya Theodore Fujita e depois substituída em 2007 pela escala EF, relaciona as forças mecânicas de corte e de sustentação com a pressão dinâmica do vento. Seis categorias, de EF0 a EF5, descrevem intervalos de velocidades estimadas e destruições típicas. O artigo expõe também os limites do método, nomeadamente a sua subjetividade e a possível subestimação dos tornados em zonas rurais.

Como se mede a potência de um tornado?

Este artigo é dedicado à escala Fujita, o sistema de referência que permite classificar a potência de um tornado. Mas como se mede realmente a força deste fenómeno meteorológico extremo? Ao contrário do que se poderia pensar, não se utiliza um anemómetro colocado dentro do tornado. Os ventos aí ultrapassam frequentemente 300 km/h e destroem qualquer instrumento à sua passagem. A resposta reside, portanto, num método indireto: a análise dos danos observados após a passagem do tornado. Os investigadores examinam as casas desmoronadas, as árvores arrancadas, os veículos projetados e deduzem a velocidade mínima necessária para produzir tais destruições. Esta abordagem, imaginada em 1971 pelo meteorologista Tetsuya Theodore Fujita, foi aperfeiçoada em 2007 com a escala EF (Enhanced Fujita). Compreende seis categorias, de EF0 a EF5, cada uma associada a um intervalo de velocidades e a danos típicos. A escala Fujita continua hoje a ser a ferramenta universal de comunicação sobre o risco de tornados, apesar dos seus limites metodológicos.

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O que é a escala Fujita?

Uma classificação baseada nos danos

A escala Fujita, introduzida em 1971 pelo meteorologista Tetsuya Theodore Fujita (1920-1998), é uma ferramenta de classificação dos tornados baseada na intensidade dos danos infligidos às estruturas humanas e à vegetação. Não mede diretamente a velocidade dos ventos, mas infere-a a partir dos danos observados.

Da escala F à escala EF

Inicialmente chamada F-Scale, foi substituída em 2007 nos Estados Unidos pela escala EF (Enhanced Fujita), mais precisa e melhor correlacionada com os materiais modernos de construção.

Princípio físico por trás da avaliação

Uma análise mecânica das estruturas

A classificação baseia-se na análise mecânica das estruturas danificadas. Estimam-se as forças de corte, de torção e de sustentação necessárias para produzir esses danos.

A pressão dinâmica do vento

Estas forças estão relacionadas com a pressão dinâmica do vento, $\frac{1}{2} \rho v^2$, onde $\rho$ é a densidade do ar e $v$ a velocidade do vento. Assim, um tornado EF5 implica uma pressão dinâmica superior a $10\ \text{kPa}$, capaz de arrancar fundações inteiras.

As categorias da escala EF

Seis níveis de EF0 a EF5

A escala EF compreende seis níveis, de EF0 a EF5. Cada nível corresponde a um intervalo de velocidades estimadas e a tipos típicos de danos.

Uma utilização internacional

É utilizada principalmente na América do Norte, mas existem variantes noutros países (como a TORRO no Reino Unido).

Categorias da escala Fujita melhorada (EF)
Categoria	Velocidade estimada do vento (km/h)	Tipo de danos típicos	Frequência
EF0	105 – 137	Ramos quebrados, telhas arrancadas	Muito frequente
EF1	138 – 178	Telhados danificados, garagens destruídas	Frequente
EF2	179 – 218	Casas parcialmente destruídas	Moderada
EF3	219 – 266	Paredes-mestras desmoronadas	Rara
EF4	267 – 322	Casas arrasadas, carros projetados	Muito rara
EF5	>322	Estruturas arrancadas das fundações	Excecional

Limites e controvérsias

A subjetividade da estimativa

O método de estimativa indireta pelos danos introduz uma certa subjetividade, pois as construções variam consideravelmente em qualidade.

Zonas subestimadas

Além disso, nas zonas rurais com poucas infraestruturas, os tornados potentes podem ser subestimados por falta de elementos a destruir.

Para medições em tempo real

Investigação atual tenta integrar sensores Doppler móveis e drones para aperfeiçoar as medições em tempo real.

O que é preciso retirar

Uma ferramenta central apesar dos seus limites

A escala Fujita continua a ser uma ferramenta central na meteorologia dos tornados, apesar das suas aproximações.

Uma investigação sempre ativa

Ao combinar a observação empírica, a dinâmica dos fluidos e a engenharia dos materiais, permite avaliar a perigosidade de um fenómeno atmosférico entre os mais violentos do planeta. A investigação atual visa correlacionar com maior precisão as velocidades medidas com os danos constatados, para uma prevenção cada vez mais eficaz.

Referências

FAQ: tudo o que há para saber sobre a escala Fujita

O que mede realmente a escala Fujita?

A escala Fujita não mede diretamente a velocidade do vento. Avalia a intensidade de um tornado a partir dos danos observados nos edifícios, nas árvores e nos veículos. Os investigadores estimam depois a velocidade de vento mínima necessária para produzir essas destruições. Trata-se, portanto, de uma medição indireta, baseada na engenharia de estruturas e na mecânica dos fluidos.

Qual é a diferença entre a escala Fujita e a escala EF?

A escala Fujita original (F0 a F5) data de 1971. Em 2007, os Estados Unidos substituíram-na pela escala EF (Enhanced Fujita), que integra indicadores de danos mais numerosos e melhor adaptados às construções modernas. As categorias continuam a ser seis, mas as velocidades estimadas foram revistas em baixa para uma mesma categoria, pois a antiga escala sobrestimava por vezes os ventos.

Pode observar-se um tornado EF5 em França?

Os tornados violentos são raros em França, mas existem. A maioria dos casos registados atinge as categorias EF0 a EF2. Alguns eventos históricos foram, no entanto, classificados EF3, ou mesmo EF4, nomeadamente durante os tornados de Hautmont (2008) ou de Dunkerque (1954). Nenhum tornado oficialmente classificado EF5 foi documentado em território francês até à data.

Como determinam os cientistas a categoria de um tornado?

Após a passagem de um tornado, uma equipa de investigadores desloca-se ao local e examina os indicadores de danos (DOD, Damage Indicators): tipo de construção, modo de desmoronamento, projeção de detritos, estado das árvores. Cada indicador está associado a graus de destruição (DOD) e a velocidades estimadas. A categoria final corresponde ao dano mais elevado observado, desde que a estrutura esteja corretamente construída.

Existem tornados além de EF5?

Não, a escala termina em EF5, que corresponde a ventos estimados superiores a 322 km/h. Não foi definida nenhuma categoria superior, porque além desse limiar os danos são tão completos que se torna impossível distingui-los. Alguns cientistas propuseram uma categoria EF6 puramente teórica, mas não é utilizada oficialmente e permanece sem aplicação operacional.

O que é a escala TORRO?

A escala TORRO (Tornado and Storm Research Organisation) é uma classificação britânica que vai de T0 a T10, desenvolvida nos anos 1970. É utilizada principalmente no Reino Unido e na Europa. Ao contrário da escala Fujita, combina simultaneamente a intensidade dos danos e a velocidade dos ventos observada ou estimada, o que a torna mais precisa em determinadas situações.