AVALIAÇÃO DA SENSAÇÃO DE CONFORTO TÉRMICO DOS USUÁRIOS DE UMA QUADRA POLIESPORTIVA EM UMA IES

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1 João Pessoa/PB, Brasil, de 03 a 06 de outubro de 2016 AVALIAÇÃO DA SENSAÇÃO DE CONFORTO TÉRMICO DOS USUÁRIOS DE UMA QUADRA POLIESPORTIVA EM UMA IES Lucas Carvalho de Oliveira (UFPB ) Pedro Pacheco Liberal (UFPB ) vitor luis nesello (UFPB ) Walleci Gabeu Lira (UFPB ) Ivanize Claudia dos Santos e Silva (UFPB ) Este artigo tem a finalidade de analisar a sensação térmica submetida aos usuários da quadra poliesportiva da Universidade Federal da Paraíba - UFPB Para isso foi averiguado se os índices biofísicos, fisiológicos e subjetivos satisfazem ass suas respectivas normas regulamentadoras, para uma amostra constituída por duas pessoas As variáveis mensuradas foram a da temperatura do ar, temperatura média radiante, velocidade do ar, umidade do ar, bem como as taxas de metabolismo e resistência térmica dos dois integrantes Para efeitos dessa análise, foram utilizados os métodos Predicted Mean Vote (PMV) e Predicted Percentage of Dissatisfed (PPD) e foram diagnosticados respectivamente uma sensação térmica quente (3,43 e 3,70) e um grande desconforto (100% para ambos) Palavras-chave: Conforto Ambiental, Análise, sensação térmica

2 João_Pessoa/PB, Brasil, de 03 a 06 de outubro de Introdução Segundo a American Society of Heating Refrigeration and Air Conditioning Engineers ASHRAE (1997), conforto térmico é o estado mental que expressa satisfação do homem com o ambiente térmico que o circunda A sensação de desconforto, causada pelo calor ou pelo frio, indica que o balanço térmico não se encontra estável por influência das diferenças entre o calor produzido pelo corpo humano e o calor trocado com o ambiente O homem é um animal homeotérmico Seu organismo é mantido a uma temperatura interna sensivelmente constante (FROTA; SCHIFFER, 2001) Os animais homeotérmicos mantêm a sua temperatura interna através de processos energéticos, como o próprio metabolismo, trocas por radiação, por condução, por convecção e por evaporação O processo de termorregulação é responsável por equilibrar a temperatura interna dos animais homeotérmicos, entre eles o ser humano Apenas 20% da energia gerada pelo metabolismo humano é convertida em potencial de trabalho Isso significa que cerca de 80% dessa energia deve ser dissipada através desses mecanismos, através da termorregulação Manter um ambiente favorável a esse processo é de essencial importância para que o trabalho desempenhado pelo ser humano seja confortável ambientalmente Para analisar a situação de conforto, alguns fatores devem ser levados em consideração De acordo com Frota e Schiffer (2001), a condição de conforto ambiental é um resultado de uma série de variáveis, que se dividem em variáveis ambientais e humanas A infinidade de variáveis que podem influenciar no conforto térmico, que vão desde a velocidade do ar até o tipo de atividade desempenhada, levaram à criação de índices de conforto térmico que agrupam em uma variável todas aquelas que possuem a mesma resposta/impacto no conforto térmico do indivíduo Os índices de conforto ambiental subdividem-se em três: Índices biofísicos: que agrupam as trocas feitas entre o ser humano e o ambiente no qual está inserido e baseiam nessas trocas o nível de conforto térmico; Índices fisiológicos: avaliam as condições fisiológicas causadas por fatores ambientais, como temperatura, umidade e velocidade do ar; Índices subjetivos: norteados pelas sensações de conforto que são experimentadas de acordo com a variação dos elementos de conforto térmico presentes A escolha de um ou outro tipo de índice de conforto deve estar relacionada com as condições ambientais com a atividade desenvolvida pelo indivíduo, pela maior ou menor importância de um ou de outro aspecto do conforto (FROTA; SCHIFFER, 2001) Para diferentes condições climáticas, existem estudos que apontam um conjunto de índices de conforto e um método de aplicação Para a execução da análise, vários instrumentos são utilizados, para aferir as variáveis necessárias O objetivo do trabalho é mensurar a sensação térmica de dois usuários da quadra poliesportiva da Universidade Federal da Paraíba Nete estudo, as variáveis coletadas foram a temperatura do ar, temperatura média radiante, velocidade do ar e umidade relativa do ar Além disso, foi feita a aplicação de um questionário de avaliação da sensação térmica local Em seguida, foram obtidos os índices de PMV e PPD e usando o estabelecido na ISO 7726 (1998), através do software CBE Thermal Comfort Tool Por fim, uma análise dos dados coletados e avaliação do nível de conforto térmico experimentado por dois entrevistados da quadra de vôlei da Universidade Federal da Paraíba 2

3 João_Pessoa/PB, Brasil, de 03 a 06 de outubro de Metodologia A pesquisa iniciou-se pela premissa da solidificação dos conhecimentos adquiridos na disciplina de Conforto Ambiental e na literatura da especialidade, bem como a realização de uma avaliação térmica com os integrantes de uma certa área da Universidade Federal da Paraíba UFPB Desta forma, tomou-se como foco de estudo o espaço esportivo, mais especificamente a quadra poliesportiva da universidade As atividades metodológicas serão apresentadas a seguir, sendo divididas nos subtópicos desta seção, são elas: 1) Coleta de dados; 2) Determinação dos índices de PMV e PPD 21 Coleta de dados As informações necessárias para o desenvolvimento do estudo foram obtidas por meio de entrevistas estruturadas, sendo no total duas entrevistas contendo informações da sua atividade, sensação e vestuário Para realizar o cálculo do PMV e PPD, precisa-se das variáveis quantificando a temperatura do ar, temperatura média radiante, velocidade do ar e umidade do ar, que foram medidas no local seguindo as diretrizes da ISO 7726 (1998), entre o período vespertino do dia 05/04/2016 Foram usados dois instrumentos de medição, ambos da marca instruterm: um Medidor de Stress Térmico Digital modelo TGD-300 e um Termo- Anemômetro Digital Portátil Modelo TAR-176 Foram levantadas as seguintes informações: Temperatura de bulbo seco, temperatura de globo, velocidade do vento, umidade relativa e Índice de Bulbo Úmido Termômetro de Globo IBUTG, conforme a Tabela 1 Tabela 1 Dados coletados para análise Hora Velocidade Bulbo Seco Umidade IBUTG Globo ( C) do vento ( C) Relativa do Ar ( C) (m/s) 14:40 29,7 30,2 0,1 82,5% 28,1 15:36 29,7 30,4 0,0 82,4% 28,1 16:39 28,6 29,0 0,0 85,0% 27,2 17:20 28,4 28,8 0,0 85,7% 27,1 211 População e amostra O espaço aferido é compartilhado não só com a comunidade acadêmica, mas com toda população da cidade de João Pessoa, desta forma possui uma grande rotatividade na sua utilização Entretanto, no momento da visita estava ocorrendo uma aula de vôlei, desta maneira a escolha dos dois integrantes da amostra foi de forma aleatória A mostra selecionada está especificada na Tabela 2 Tabela 2 Características dos entrevistados Entrevistado Sexo Idade Peso (kg) Altura (m) 1 F ,60 2 M ,75 22 Determinação dos índices de PMV e PPD 3

4 João_Pessoa/PB, Brasil, de 03 a 06 de outubro de 2016 A American Society of Heating Refrigeration and Air Conditioning Engineers (ASHRAE, 1997), bem como a ISO 7730 (2005), utilizam o índice Predicted Mean Vote (PMV), desenvolvido por Fanger (1970) Este método se utiliza de uma escala térmica que varia entre sensação fria (-3) e quente (+3) (Quadro 1), sendo esta escala o resultado de um modelo matemático que relaciona as condições climáticas e de conforto humano para gerar um índice que identifica a sensação térmica das pessoas em um determinado ambiente A ASHRAE recomenda um PPV entre -0,5 e +0,5 como nível térmico aceitável para ambientes internos Pontos Quadro 1 Índice PMV Sensação Térmica -3 Fria -2 Resfriada -1 Levemente fria 0 Neutra +1 Levemente morna +2 Morna +3 Quente Fonte: Fanger (1970) A ISO 7730 (2005) apresenta o PMV simultaneamente com o Predicted Percentage of Dissatisfied (PPD), que permite quantificar o índice de pessoas que estariam insatisfeitas com as condições térmicas do local O PPD prediz a porcentagem de ocupantes daquele espaço, ou trabalhadores, que estariam desconfortáveis ou termicamente insatisfeitos Como mostra o Gráfico 1 abaixo, numa situação neutra (PMV igual a zero), 5% das pessoas estariam em desconforto térmico Ao passo que o PMV se distancia de zero, o PPD aumenta, mostrando que uma porcentagem maior de pessoas em estado de desconforto Para este índice, a ASHRAE recomenda que o ideal é que menos de 0% das pessoas estejam insatisfeitas termicamente, para ambientes internos Gráfico 1 relação PMV, PPD e Sensação de Conforto 4

5 João_Pessoa/PB, Brasil, de 03 a 06 de outubro de 2016 Fonte: Fanger (1970) Para efeitos dessa análise, portanto, foram utilizados estes dois métodos (PMV e PPD), e ainda um questionário aplicado a duas pessoas que utilizam a quadra poliesportiva com frequência (professor e estudante de voleibol) O cálculo do PMV e do PPD foi feito através de um software denominado CBE Thermal Comfort Tool, desenvolvido pela Universidade de Berkeley e disponível online Neste software, o usuário deve entrar com o valor das variáveis ambientais, dispostas na Tabela 1, tópico 21, e mais duas variáveis consideradas humanas: taxa metabólica e vestimentas A primeira variável determina a quantidade de energia liberada pelo organismo, é obtida pela avaliação da atividade realizada e medida em met, unidade utilizada para descrever a energia produzida por unidade de área de uma pessoa em repouso (1 met = 58W/m²) Já a segunda variável, que avalia o nível térmico das vestimentas utilizadas, é medida em clo, unidade de medição da resistência térmica da roupa (1 clo = 0155m2 C/W) Tomando como parâmetro as definições tabeladas na ISO 7730(2005), por meio de observação direta e questionários aplicados, determinaram-se valores a respeito da taxa metabólica e do índice de resistência térmica da roupa (Tabela 3): para a estudante (entrevistado 1), a atividade é um exercício físico leve, o equivalente a 35 met, e as vestimentas têm índice igual a 038 clo; para o professor (entrevistado 2) a atividade é a mesma, totalizando 35 met, e as roupas geram um índice de 032 clo As informações a respeito dos índices de revestimento térmico da roupa estão dispostas na Tabela 3 abaixo: Tabela 3: Índice de revestimento térmico das roupas Entrevistado 1 Entrevistado 2 Roupa clo Roupa clo Tênis de sola grossa 004 Tênis de esporte 003 Meias grossas 005 Meias grossas 005 Calcinha 003 Cueca de algodão 003 Roupa para atividade física 021 Roupa para atividade física 021 Top de poliéster Total 038 Total 032 Como explicado anteriormente, estes valores, em conjunto com as medições ambientais feitas no local, são utilizados no software para obtenção dos resultados de PMV e PPD, que serão dispostos e analisados no tópico 32 3 Resultados e discussão 31 Análise dos questionários Os questionários foram aplicados no dia 04 de abril de 2016, em conjunto com as medições, para um professor de voleibol e sua estudante Ambos informaram que se sentiam levemente com calor, e que gostariam de estar levemente refrescados Porém, consideravam aquele ambiente facilmente tolerável termicamente Quando perguntados sobre como consideravam aquele ambiente térmico, a estudante informou que o julgava muito confortável, enquanto o professor o considerou desconfortável O questionário abordou ainda, sobre os hábitos diários dos que responderam: a estudante passa 2 horas por dia naquele ambiente (quadra poliesportiva) e mais de 8 horas por dia em ambientes externos; o professor fica naquele ambiente até 8 horas por dia, e passa mais de 8 horas diárias em ambientes externos 32 Análise dos índices PMV e PDD 5

6 João_Pessoa/PB, Brasil, de 03 a 06 de outubro de 2016 Para esta análise, como dito anteriormente, os índices de PMV e PPD foram calculados através do programa CBE Comfort Tool As variáveis envolvidas no cálculo são: temperatura do ar ou temperatura de bulbo seco, temperatura radiante, velocidade do vento, umidade relativa do ar, taxa metabólica da atividade (considerada 35 met, de acordo com os parâmetros da ISO 7730) e o índice de revestimento da roupa (definido em 038 clo para a estudante e 032 clo para o professor, também de acordo com a ISO 7730) Portanto, utilizando os dados da tabela 1, foram encontrados os valores de PMV e PPD nos diferentes horários de medição, para o estudante e para o professor, como pode ser observado na tabela logo abaixo: Tabela 5: Resultados de PMV e PPD HORA PMV (estudante) PPD (estudante) PMV (professor) PPD 2 (professor) 14:55 3,67 100% 3,67 100% 15:39 3,70 100% 3,70 100% 16:43 3,47 100% 3,47 100% 17:10 3,43 100% 3,43 100% Como pode ser notado, todos os índices de PMV resultaram num valor maior 3, podendo-se ressaltar que a variável que se altera entre estudante e professor é o índice de revestimento térmico da roupa, por isso os resultados foram aproximadamente iguais para as duas pessoas De acordo com o explicado no tópico 22, este índice deve variar entre -3 e +3 e, portanto, para valores maiores que 3, considera-se um índice igual a +3, de sensação térmica quente Como todos os valores de PMV foram iguais a 3, o PPD apresenta somente 100% como resposta, ou seja, prevê-se que 100% das pessoas do ambiente estudado estariam desconfortáveis ou insatisfeitas termicamente Apesar destes métodos mostrarem claramente uma situação de desconforto térmico, os questionários apresentaram resultados em leve desacordo As duas pessoas que responderam o questionário classificaram a situação térmica como levemente com calor, o que corresponderia a um índice +2, todavia o PMV apresentou nível +3 para todas as medições, indicando sensação térmica quente Além disso, os valores de PPD resultaram em 100% para todas as medições, o que indica uma situação de desconforto térmico para todas as pessoas, como respondeu o professor ao ser questionado Porém, a estudante informou que sentia-se muito confortável naquele ambiente térmico 4 Conclusão Ao analisar os dados levantados com as quatro medições, percebe-se que os valores de PMV e PPD são muito parecidos para ambos os entrevistados Os valores do PMV ficam entre 3,43 e 3,70, que são valores muito altos e indicam uma sensação térmica quente Já os valores do PPD indicam que 100% das pessoas nesse ambiente se sentiriam desconfortáveis, com a sensação de calor Segundo a ISO 7730 (2005), em um ambiente de trabalho, os valores do PPD devem estar abaixo de 10%, com valores de PMV entre 0,5 e +0,5 Como o resultado encontrado foi muito distante dos limites estabelecidos pela norma, pode-se dizer que o ambiente de trabalho estudado encontra-se em desacordo com essas diretrizes Esse desacordo traz prejuízos para as pessoas que usam o referido ambiente, como fadiga elevada e mal-estar, especialmente por se tratar de uma atividade física, onde é exigido um esforço físico inevitável Apesar do relato da estudante, que afirma se sentir confortável com o ambiente, é perceptível pelas medições feitas e pelos índices calculados, que deve se procurar soluções para o referido 6

7 João_Pessoa/PB, Brasil, de 03 a 06 de outubro de 2016 ambiente, tais como o aumento da passagem de ar, que é muito pequena, dificultando a ventilação Também se propõe uma análise mais prolongada e entrevistas com um maior número de pessoas, a fim de se obter dados estatísticos válidos, que auxiliariam nas tomadas de decisão com respeito as mudanças no ambiente 5 Agradecimentos Os autores agradecem ao Laboratório de Análise do Trabalho (LAT) do Departamento de Engenharia de Produção da Universidade Federal da Paraíba pelo empréstimo dos equipamentos necessários ao desenvolvimento desse estudo 7

8 João_Pessoa/PB, Brasil, de 03 a 06 de outubro de Referências AMERICAN SOCIETY OF HEATING, REFRIGERATING AND AIR-CONDITIONING ENGINEERS In ASHRAE: Fundamentals Handbook (SI) Atlanta: American Society of Heating, Refrigerating and AirConditioning Engineers 1997, Cap 8 Physiological Principles from Comfort and Health, FANGER, P O (1970) Thermal comfort New York, NY: McGraw-Hill Book Company FROTA, Anésia Barros; SCHIFFER, Sueli Ramos Manual de conforto térmico: arquitetura, urbanismo 5 ed São Paulo: Studio Nobel, 2001 ISO 7726 (1998) Ergonomics of the thermal environment - Instruments for measuring physical quantities Genebra: International Organization for Standardization ISO 7730 (2005) Ergonomics of the thermal environment Analytical determination and interpretation of thermal comfort using calculation of the PMV and PPD indices and local thermal comfort criteria Genebra: International Organization for Standardization 8

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