EIXO TEMÁTICO 8: CLIMA E PLANEJAMENTO URBANO/RURAL.

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1 EIXO TEMÁTICO 8: CLIMA E PLANEJAMENTO URBANO/RURAL. APLICAÇÃO DE MÉTODOS EMPÍRICOS E SUA VALIDAÇÃO ATRAVÉS DO ESTUDO DO CONFORTO TÉRMICO NA CIDADE UNIVERSITÁRIA ARMANDO SALLES DE OLIVEIRA, SÃO PAULO. Phillipe Cioni Universidade de São Paulo geo_phil@yahoo.com.br Michelle Odete dos Santos Universidade de São Paulo michelleos@usp.br Martin Hoffmann Universidade de São Paulo Martin_usp@yahoo.com.br São Paulo SP

2 APLICAÇÃO DE MÉTODOS EMPÍRICOS E SUA VALIDAÇÃO ATRAVÉS DO ESTUDO DO CONFORTO TÉRMICO NA CIDADE UNIVERSITÁRIA ARMANDO SALLES DE OLIVEIRA, SÃO PAULO. Phillipe Cioni Universidade de São Paulo geo_phil@yahoo.com.br Michelle Odete dos Santos Universidade de São Paulo michelleos@usp.br Martin Hoffmann Universidade de São Paulo martin_usp@yahoo.com.br Palavras Chave: Climatologia Conforto Térmico Resumo Baseado na metodologia proposta por Olgyay, este trabalho propõe uma análise microclimática do campus da capital da Universidade de São Paulo, com a intenção de elaborar produtos cartográficos referente ao conforto térmico humano. O ponto de partida é o diagrama bioclimático que apresenta a interação de atributos climáticos, temperatura do ar, umidade relativa do ar, intensidade dos ventos e quantidade de radiação solar, criando zonas de conforto e desconforto para o homem. Fez-se um levantamento destes atributos climáticos no acervo da Estação Meteorológica do Departamento de Geografia referente ao ano de 2007 e atribuiu-se estes dados espacialmente no campus, procurando perceber onde estes atributos poderiam ser localmente modificados, assim foram criados mapas de conforto térmico denominados de hipotéticos. E em seguida elegeu-se pontos com características distintas e se realizou medições em campo, a fim de testar as hipóteses anteriormente levantadas, com isso obteve-se dados para a elaboração de outros mapas de conforto térmico denominados de empíricos. Com isso pode-se ter uma noção dos locais no campus que são confortáveis ou desconfortáveis termicamente levando em consideração médias anuais (mapas hipotéticos) e em situação dos meses de Outubro e Novembro (mapas empíricos). Introdução O seguinte trabalho consiste em uma análise microclimática com a finalidade de se elaborar produtos cartográficos referentes ao conforto térmico no campus da capital da Universidade de São Paulo, a Cidade Universitária Armando Salles de Oliveira (CUASO), nos horários onde o fluxo de pessoas é considerável e, portanto, onde esta condição realmente importa. Para tal baseou-se na metodologia proposta por Olgyay, 1998, que é embasada em como os diferentes atributos climáticos (temperatura, umidade, ventos e quantidade de radiação solar) interferem na sensação humana de conforto térmico. Material e Método Os ambientes tornam-se ótimos para ocupações humanas quando respondem a alguns requisitos, principalmente quando ligados ao metabolismo e as sensações. A questão do conforto térmico é determinante para que haja salubridade dos ambientes, uma vez que esta, teoricamente, é a

3 temperatura média entre os extremos das temperaturas máxima e mínima suportadas pelo corpo. Segundo OLGYAY, 1963: (...) alguns autores acreditam que o ser humano, com temperatura média corporal de 37ºC, procura uma condição confortável de temperatura, guiada pela intuição a uma área onde a temperatura é aproximadamente a média entre o que podemos tolerar num clima frio sem estar totalmente desconfortável, e o ponto que poderia requerer algum esforço do sistema circulatório ou sudoríparo, de maneira a permitir sua adaptação ao calor. O conforto térmico varia de pessoa para pessoa, entre situações e até mesmo entre os sexos. Por este motivo, usou-se como base para a delimitação da zona de conforto térmico a escala de temperatura efetiva (ET), que delimita a zona de conforto entre 30 e 80% de umidade relativa do ar (UR) e entre 17,2 e 21,6 C. Entretanto, a zona de conforto não possui limites reais (OLGYAY, op. Cit.). O gráfico simplificado, abaixo, apresenta uma quantificação dos atributos climáticos e ao se entrar com os dados de Temperatura do ar (eixo Y) e Umidade Relativa do Ar (eixo X) indica uma possível zona de conforto. Porém esta zona é móvel e pode variar de acordo com os demais elementos. Ao se aumentar o índice de radiação solar direta esta zona se move para as temperaturas mais baixas. A intensidade do vento aumenta esta zona de conforto para as temperaturas mais altas. Ao se sair desta zona de conforto, no limite superior encontra-se desconforto por calor e no limite inferior desconforto por frio. Figura 1 Diagrama de conforto térmico simplificado. Site do INMET, acessado em 10 de Dezembro de O vento pode deslocar essa zona de conforto para as áreas com temperatura mais elevada, já que potencializa a perda de calor pelo corpo causado pela transpiração e otimiza o processo de advecção desta umidade (suor) transferida para o ar (esta situação, segundo Olgyay é propícia em situações onde as temperaturas são altas e o ar seco). Sendo assim, quanto maior a

4 intensidade do vento, até um limite onde as atividades humanas não sejam prejudicadas, mais essa zona de conforto aumenta seu limite superior. Porém este fator causa um efeito contrário quando a temperatura do ar está maior que temperatura do corpo humano, cerca de 37 C, pois nesta condição o corpo ganha calor do meio, e a ventilação apenas potencializa esse processo. Nota-se também que em situações onde a umidade relativa do ar é muito alta, acima de 85%, não há nenhum fator que possa estender a zona de conforto a tal situação, uma vez que em situações de ar perto da saturação a evaporação do suor, mecanismo de perda de energia pelo corpo, para de ser eficiente e a sensação de desconforto é inevitável, a não ser que haja ventilação. Para a elaboração e definição das zonas microclimáticas do campus foi realizado um levantamento dos dados de temperatura do ar, umidade relativa do ar, velocidade do vento e quantidade de radiação. Levou-se o conta os dados disponíveis da Estação Meteorológica do Departamento de Geografia da USP (ELCB), que possui tais dados com informações a cada 5 minutos. Assim, a base foi o ano de E finalmente foram escolhidos os horários das 10h00, 15h00 e 20h00 para serem analisados. A escolha dos horários foi baseada no uso da CUASO, sendo que estes englobam os períodos de maior atividade dentro da área delimitada, já que há três períodos de aula no campus, matutino, vespertino e noturno. Com isso, chegou-se aos dados médios de cada um destes horários, separando os dias com céu aberto e céu encoberto, já que a incidência ou não de radiação solar direta possui a maior influência sobre o conforto térmico. Tabela 1 - Dados coletados da ELCB para dias com nuvens Com nuvens Temperatura (Cº) Umidade Relativa (%) Ventos (m/s) Radiação MJ/m² 10:00h 19,8 75,5 1,8 85,9 15:00h 20,9 71,1 1,4 56,7 20:00h 18,6 81,5 1,3 0 Tabela 2 - Dados coletados da ELCB para dias sem nuvens Sem nuvens Temperatura (Cº) Umidade Relativa (%) Ventos (m/s) Radiação MJ/m² 10:00h 22 59, ,3 15:00h 25,4 42,8 1,8 155,3 20:00h 19,5 71,8 0,9 0 Com os dados plotados no diagrama de Olgyay foi possível analisar as diferentes situações de conforto térmico existente e colocá-las na legenda. Como os dados representavam uma situação bastante particular, referente às condições da ELCB foi necessário inferir o resultado das demais combinações existentes na legenda. Dessa forma, as situações definidas dividiam-se em quatro classes: conforto térmico, desconforto por frio, desconforto por calor úmido e desconforto por calor seco.

5 Tabela 3 - Legenda hipotética de conforto na CUASO. Sombreamento Manhã 10h Tarde 15h Noite 20h Céu aberto sem sombra e com sombra Céu encoberto Calor Úmido Confortável A tabela 3 indica os resultados obtidos através do uso do método dedutivo com base no levantamento de dados da ELCB. Após esta etapa cumprida, foi-se testar esta hipótese levantada em campo. Foram escolhidos pontos dentro da área de estudo que abarcasse as duas condições de variação do conforto: com e sem sombreamento. Procuraram-se pontos com distintos padrões de uso do solo, como grandes áreas arborizadas, arruamentos, solo com diferentes coberturas, edificações de diversos tipos, entre outros. Após a análise dos dados coletados em campo e posterior plotagem no diagrama de Olgyay, chegou-se a uma tabela semelhante aquela da hipótese levantada anteriormente. Tabela 4 - Tabela de conforto baseada nas medições feitas em campo. Sombreamento Céu aberto sem sombra e com sombra Manhã 10h Tarde 15h Noite 20h Calor Úmido Céu encoberto sem sombra Céu encoberto com sombra Calor Úmido Para as medições em campo foram utilizados psicrômetro, termohigrômetro digital e radiômetro. Para confecção dos mapas foram usadas ferramentas de Geoprocessamento (ArcGis 9.3) no tratamento de arquivos Shape (*.SHP) das bases cartográficas digitais da área de estudos. Resultados e Discussões Como resultado tem-se oito mapas onde cada um deles representa a condição de conforto térmico no campus da USP, em seu respectivo horário. Algumas situações puderam ser agrupadas em um único mapa já que apresentaram a mesma condição de conforto. Aqui serão apresentados dois destes, já que os outros seguem o mesmo padrão.

6 Mapa 1: Mapa do Estudo Hipotético Para um Dia de Céu Aberto no Período da Manhã. Nesta condição, com base nos dados obtidos pela estação meteorológica do Departamento de Geografia da USP, em um dia de céu aberto o campus possui uma condição de desconforto predominante. Com a incidência de radiação solar, mesmo no período da manhã o campus já apresenta um desconforto térmico devido ao calor úmido. Apenas nos locais onde há sombreamento, por árvores ou edificações é que se encontra uma situação confortável.

7 Mapa 2: Mapa do Estudo Empírico Para um Dia de Céu Encoberto no Período da Tarde. Diferente da situação de céu encoberto de tarde encontrada no estudo hipotético, onde o campus todo estava em situação de conforto. Ao se realizar as medições deparou-se com uma situação de desconforto por calor úmido em todas as áreas abertas do campus e situação de desconforto por frio nas áreas sombreadas. Ao se retirar o fator insolação, a temperatura apresentou uma queda grande, indicando que de um calor úmido passasse a uma sensação de frio. Considerações Finais Na legenda hipotética se tentou eliminar o fator da sazonalidade do clima, coletando-se dados do ano inteiro, fazendo-se uma média aritmética dos valores. Entretanto, os valores coletados, correspondem a um espaço de tempo limitado, e, talvez, caracterizando apenas uma situação pontual das condições de conforto da CUASO. Talvez alunos que fazem uso do campus somente no período da noite achem o campus um local frio. Já alunos que o freqüentam na parte da tarde o considerem quente demais. Devido a essa característica flutuante da população cada pessoa pode ter sua sensação sobre o campus. Bibliografia OLGYAY, Victor Design with climate: Bioclimatic approach to architectural regionalism. Princeton, Princenton University Press, OLGYAY, V. Arquitectura y Clima. Barcelona: Editorial Gustavo Gili S.A., VENTURI, L.A.B. (Org.) Praticando Geografia: Técnicas de campo e laboratório em Geografia e análise ambiental. São Paulo, Oficina dos textos, 2005.