Antonio Carlos dos Santos Oliveira Msc. em Arquitetura PROARQ - UFRJ Climatologista UERJ Bsc. Museologia - UNIRIO Tec. em Meteorologia CEFET-RJ

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1 CLIMATOLOGIA E CONTROLE AMBIENTAL: CONSERVAÇÃO DE BENS CULTURAIS Biblioteca Nacional-COP Antonio Carlos dos Santos Oliveira Msc. em Arquitetura PROARQ - UFRJ Climatologista UERJ Bsc. Museologia - UNIRIO Tec. em Meteorologia CEFET-RJ antonio@cnpi.org.br tel

2 CLIMATOLOGIA E CONTROLE AMBIENTAL: CONSERVAÇÃO DE BENS CULTURAIS Biblioteca Nacional-COP O PROBLEMA: Um grande problema enfrentado pelos países em desenvolvimento é a construção de políticas para a preservação e conservação de acervos cultuais em edifícios tombados. As instituições necessitam de equipamentos e metodologias específicas para cada caso. É necessário uma sistematização da análise de dados ambientais para tomada de decisão e controle.

3 CLIMATOLOGIA E CONTROLE AMBIENTAL: CONSERVAÇÃO DE BENS CULTURAIS Biblioteca Nacional-COP Dados meteorológicos que afetam a edificação. Temperatura Umidade Vento (. etc Precipitantes (CHUVAS, GRANIZOS Rede meteorológica INMET/INPE para coleta de dados

4 Escala meteorológicas e tempo Mês Dia Hora 100km Furacões; Frentes CLIMATOLOGIA E CONTROLE AMBIENTAL: CONSERVAÇÃO DE BENS CULTURAIS Biblioteca Nacional-COP 40Km 20Km 2Km Nebulosidade, Jato em altitude Pancadas de Chuva e trovoadas Pancadas de Chuva e trovoadas Nebulosidade, Precipatação. Nebulosidade Convectiva; Pancadas de Chuva e trovoadas; Rajadas de vento Precipitação, trovoadas; Rajada de vento; Brisa; Poeira; Fumaça; Nevoeiro;

5 Temperaturas INMET CLIMATOLOGIA E CONTROLE AMBIENTAL: CONSERVAÇÃO DE BENS CULTURAIS Biblioteca Nacional-COP

6 Temperaturas INMET CLIMATOLOGIA E CONTROLE AMBIENTAL: CONSERVAÇÃO DE BENS CULTURAIS Biblioteca Nacional-COP O sistema de climatização deverá alcançar uma temperatura média entre 24,5ºC e 25,0ºC

7 IMAGEM DE SATÉLITE

8

9 ESTAÇÕES METEOROLÓGICAS

10 Clique para editar o formato do texto da estrutura de tópicos 2.º Nível da Clique estrutura para de editar tópicos o formato do 3.º Nível texto da

11 PREVISÃO DE TEMPO As flutuações da atmosfera são previsíveis? Em que escala de tempo?

12 Previsão de Tempo Prazos: de 1 h a 15 dias

13 Segunda Guerra Sistematização da Previsão do Tempo Invenção do Radar Sondagens atmosféricas Descobrimento da circulação dos altos níveis Teorias sobre movimento e evolução 1950s Radar Meteorológico Primeiros computadores Primeiros modelos atmosféricos s Satélite Meteorológico Desenvolvimento de melhores modelos dinâmicos

14 ( Brasil PREVISÃO DE TEMPO (após MODELAGEM NUMÉRICA Representação aritmética aproximada das equações matemáticas que regem os movimentos da atmosfera e suas interações com a superfície terrestre

15 DADOS DE TODO O GLOBO

16 Modelo Atmosférico Global para Previsão de Tempo: Código computacional (centenas de milhares de linhas de código) que representa aproximações numéricas de equações matemáticas, equações estas representativas das Leis Físicas que regem os movimentos da atmosfera e as interações com a superfície; o cálculo é feito para até 10 dias de previsão. Número de elementos: 400 x 200 x 28 x 7= 15,9 milhões E-W N-S Vertical 28 níveis verticais 1º lat 100 km 1º long 100 km Calcula-se para cada um destes volumes: Temperatura, umidade, direção e velocidade do vento, altura geopotencial. Domínio Geográfico Interações laterais Interações com a superfície

17 Sistema de equações em coordenada p p p. TR vvv η. η vv fkη vd η Fp 0 t η ηη η p dp p v d v pmov Vert dt 0 RT d v p dt T 0 dt p 1 p s t s p k=r/cp p p v η 0 ηη η η Hidrost Termod dq dt Momento ' q S p s t p η v dη 0 η sη Continuidade η p ηp p η vdη ηηs t η η 0

18 NEC SX-4 Supercomputadores 16 bilhões de contas por segundo NEC SX bilhões de contas por segundo

19 Países do Mundo com sistemas de Previsão Numérica de Tempo Previsão Regional Brasil Canadá EUA Argentina Alemanha França Inglaterra Austrália Japão México Rússia China Índia Itália Espanha Iugoslávia Bulgária África do Sul Israel Singapura Escandinávia Malásia Coréia do Sul Previsão Global Brasil Canadá EUA Alemanha França Inglaterra Austrália Japão Rússia China Índia

20

21 Previsão de chuva Modelo Global km Modelo Global - 75 km

22 Evolução da Resolução do Modelo Regional do CPTEC 20 km 20 km 2003-SX6

23 Previsão de chuva Modelo Regional km

24

25 Eta-10 km Previsão de 24h Previsão de Altíssima Resolução Espacial Angra dos Reis - Dezembro de 2002

26 Só no Rio de Janeiro tivemos grandes desastres recentes... Angra dos Reis; ano novo Nicholas Serrano/AE 2010 Danielle Viana/AE

27 Só no Rio de Janeiro tivemos grandes desastres recentes... Região Serrana do RJ Janeiro de 2011.

28 Resultado de complexas interações entre diversos subsistemas

29 ELABORAÇÃO DA PREVISÃO DE TEMPO Divulgação para Usuários

30 Limitações da Previsão de Tempo Sistemas de escala pequena Sistemas de desenvolvimento rápido Nível de detalhamento espacial e temporal Prazo Intensidade dos fenômenos Tipos de fenômenos/épocas do ano/região

31 Países do Mundo com sistemas de Previsão Numérica de Clima e Mudanças Globais Previsão Climática Sazonal com Modelos Globais Brasil Canadá EUA Alemanha França Inglaterra Austrália Japão Simulação Numérica de Mudanças Climáticas Futuras e Passadas Canadá EUA Alemanha França Inglaterra Austrália Japão ( 2003 ) Brasil

32 Aquecimento por radiação TEMPERATURA. É a quantidade de calor que existe no ar. Ela é medida pelo termômetro meteorológico, que é diferente do termômetro clínico. A diferença entre a maior e a menor temperatura chama-se amplitude térmica. Temperatura externa Estável Temperatura máxima do dia variando menos do que 2C em relação ao dia anterior Declínio Acentuado declínio Elevação Acentuada elevação Temperatura máxima do dia caindo entre 2C e 5C em relação ao dia anterior Temperatura máxima do dia caindo mais do que 5C em relação ao dia anterior Temperatura máxima do dia subindo entre 2C e 5C em relação ao dia anterior Temperatura máxima do dia subindo mais do que 5C em relação ao dia anterior

33 UMIDADE DO AR É a quantidade de vapor de água contida na atmosfera. Ao subirem para a atmosfera, as gotículas de água se concentram, formando nuvens, ao se resfriar, a água se precipita, em forma de chuva, por isso, a chuva é um tipo de precipitação de água chamado de precipitação pluvial, o instrumento que mede a umidade do ar é o higrotermômetro e o que registra é o higrotermógrafo. Umidade externa Estável Umidade máxima do dia variando menos do que 10% em relação ao dia anterior Declínio Acentuado declínio Elevação Acentuada elevação Umidade máxima do dia caindo entre 10% e 20% em relação ao dia anterior Umidade máxima do dia caindo mais do que 20% em relação ao dia anterior Umidade máxima do dia subindo entre 10% e 20% em relação ao dia anterior Umidade máxima do dia subindo mais do que 20% em relação ao dia anterior

34 Classificação das chuvas: Chuvisco Precipitação cuja intensidade é inapreciável (menor do que 0,2 mm/h) Aumento de umidade nas paredes. Chuva leve Chuva moderada Chuva intensa Chuva muito forte Precipitação cuja intensidade é menor do que 4,9 mm/h Precipitação cuja intensidade está compreendida entre 5,0 mm/h e 24,9 mm/h. Precipitação cuja intensidade está compreendida entre 25,0 mm/h e 49,9 mm/h Precipitação cuja intensidade é maior do que 50,0 mm/h Aumento de umidade nas paredes. Aumento de umidade nas paredes. Possibilidade de infiltração de água. Possibilidade de infiltração de água e enchente.

35 Prognóstico meteorológico e ação PROGNÓSTICO SITUAÇÃO SOLUÇÃO Chuva forte Infiltração ou inundação Isolamento das áreas sensíveis vento forte Destelhamento, janelas quebradas Proteção de portas e janelas com tapumes, proteção de telhados

36 Análise do edifício Categorias itens Alvo Alvos Principais 1 Ambientes 1.1 Paredes; 1.2 Ventilação; 1.3 Piso; 1.4 Aberturas; Adequar ambiente para diminuir consumo energético. Gestão de energia; Gestão da manutenção do ambiente; Renovação do ar; 1.5 Cor; 1.6 Ar Condicionado; 1.7 Desumidificadores; 1.8 Iluminação Artificial; 1.9 Fontes de calor. 2 Edifício 2.1 Morfologia; Determinar zoneamento Determinar as áreas de 3 Local (externo) 2.2 Espacialidade. 3.1 Condições Ambientais; 3.2 Sombreamento; 3.3 Iluminação Natural. 4 Usuários 4.1 Técnicos (temporários); 4.2 Técnicos (permanentes); 4.3 Pesquisador; 4.4 Visitante. 5 Acervo 5.1 Reserva técnica, salas de exposições e ambientações; microclimático. Determinar Climatologia do entorno Quantificar número possível de pessoas e horários de entrada nos ambientes Adequar os ambientes para variações mínimas dos parâmetros acervo. Prognosticar entrada de umidade excessiva. Conforto higrotérmico; Conforto Lumínico Diminuir o Impacto higrotérmico; Dimnuir o lumínico

37 Aquecimento por radiação

38 Análise espacial Análise Climática interna Para diagnostico do ambiente deve-se realizar leitura em todos os pontos do ambiente, calcular os desvios padrões dos parâmetros. A coleta deverá ser feita em cada pavimento de edifício.

39 Análise espacial

40 Análise Climática interna Estudo de Caso Museu Mariano Procópio Análise espacial RESERVAS TÉCNICAS / EXPOSIÇÃO Probabilidade ANALISE Climáticas Umidade Externa > Edifício sofrerá aumento de Umidade Interna umidade Umidade Externa = Umidade Interna Umidade Externa < Umidade Interna Edifício em equilíbrio Edifício em equilíbrio Proposta Intensificação da Ventilação mecânica/ Refrigeração Manutenção da ventilação/ Refrigeração Desligar a ventilação / Diminuir Refrigeração

41 Análise Climática interna Estudo de Caso Museu Mariano Procópio Análise espacial Controle de temperatura e umidade para o Museu Mariano Procópio Níveis de umidade relativa recomendadas de acordo com os diferentes tipos de materiais Temperat ura ºC Variação Umidade % Variação máxima possível Couro % a 70% +-5% Metais % a 60% +-10% Madeira pintada % a 70% +-10% Cerâmica % a 70% +-10% Espécimes de ciências % a 70% +-10% Têxtil, vestuário % a 60% +-5% Papel, % a 65% +-5% Pintura sobre tela % a 65% +-5% Fotografias, microfilme % a 50% +-5%

42 Análise espacial

43 Análise espacial

44 Análise espacial Com a climatização aumenta-se a expectativa de conservação do acervo em 7 anos.

45 Análise espacial Mantendo o sistema de ar condicionando acionado 24h diminui a possibilidade de formação de fungo. Pelas características do ambiente não é necessário utilizar equipamentos de desumidificação.

46 Análise espacial Mantendo o sistema de ar condicionando acionado 24h diminui a possibilidade de formação de fungo. Pelas características do ambiente não é necessário utilizar equipamentos de desumidificação.

47 Sistema de Monitoramento Contínuo de Temperatura e Umidade S E N S O R E S LAB COP DIOGE ICONOGAFIA COMIC OBRAS RARAS CARTOGRAFIA E MANUSCRITO PERIÓDICOS SITRAD ACUMULADOR DE DADOS RELATÓRIOS GRÁFICOS E TEXTO ACERVOSEGU ANÁLISE DE FUNGO DESUMIDIFICAÇÃO TRANSPORTE DE ACERVO E SEGURANÇA RELATÓRIOS DE CONSERVAÇÃO LAB RESTAURAÇÃO ACESSO VIA REDE BIBLIOTECA NACIONAL Fluxo de todos os ambientes monitorados

48 SITRAD

49 SITRAD

50 SITRAD + SEGURANÇA DE ACERVO