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3 1 0(',d 2'2$/%('2($1É/,6('(68$,1)/8È1&,$1$7(03(5$785$ 683(5),&,$/'260$7(5,$,687,/,=$'26(0&2%(5785$6'((',)Ì&,26 12%5$6,/ FABIANA LOURENÇO FERREIRA RACINE TADEU ARAÚJO PRADO 5(6802 O crescimento das cidades caracteriza-se pelo aumento das áreas edificadas e pavimentadas, do uso de energia e da geração de calor. O fenômeno de aquecimento das áreas urbanas é denominado Ilha de Calor. As Ilhas de Calor não causam apenas desconforto térmico. Temperaturas elevadas são responsáveis pelo aumento da demanda de energia com resfriamento do ar em edifícios e efeitos fotoquímicos que aumentam a poluição atmosférica, além de aumentar os impactos ambientais causados pela demanda em geração de energia. Materiais com elevado albedo e emissividade atingem temperaturas mais baixas quando expostos à Radiação Solar, reduzindo a transferência de calor para o ar em seu entorno. Este artigo concentra-se em apresentar os resultados da medição do albedo de materiais utilizados em coberturas de edifícios no Brasil, utilizando um espectrofotômetro com esfera integradora, e avaliar o ganho de calor em coberturas através do calculo da temperatura superficial que cada material pode atingir quando exposto à Radiação Solar.Por albedo entende-se a refletância especular e difusa integrada no intervalo com comprimento de onda entre 290 e 2500nm, que engloba aproximadamente 96% da Radiação Solar que atinge a superfície terrestre.,1752'8d 2 O tema escolhido surge da necessidade de propor soluções passivas, que possam diminuir os efeitos negativos das ilhas de calor, através da avaliação do desempenho espectral dos materiais utilizados em coberturas de edifícios no Brasil. Em grande parte das construções, a cobertura é o elemento da edificação mais exposto à radiação solar. É, portanto, um componente responsável por grande parte do fluxo de calor transferido ao edifício e seu entorno. O fenômeno das Ilhas de Calor vem se tornando a cada dia mais intensos nas áreas metropolitanas, alterando o microclima urbano, acentuando os fenômenos climáticos e causando prejuízos de todas as espécies. A diminuição dos efeitos das Ilhas de Calor pode-se iniciar na escala dos edifícios e seus materiais, produzindo efeitos diretos e indiretos para o homem e o meio ambiente. Os efeitos diretos consistem na diminuição da temperatura do ar nos centros urbanos, na diminuição da demanda de energia com resfriamento de ar e na diminuição da poluição atmosférica.os efeitos indiretos consistem na redução da demanda para geração de energia (Bretz, Akbari, Rosenfeld, 1998). O microclima em torno de um edifício é determinado pela radiação solar incidente no envelope construtivo. A radiação térmica ou de onda longa proveniente das superfícies, edifício e seu entorno, contribui para o desenvolvimento de

4 2 características climáticas locais específicas como temperatura do ar, umidade relativa e velocidade do vento (Simpson, Mcpherson, 1997). A diminuição da temperatura superficial dos materiais contribui diretamente para a mitigação dos efeitos negativos das Ilhas de Calor. Estudos realizados pelo Projeto Ilhas de Calor do Laboratório Nacional /DZUHQFH %HUNHOH\ (LBLN), examinaram os efeitos das superfícies das cidades e dos edifícios no uso da energia e no clima. Através de simulações e estudos de caso constataram que, aumentar o albedo das superfícies urbanas e o plantar de árvores, pode efetivamente reverter o fenômeno das ilhas de calor. O aumento em larga escala do albedo combinado com o sombreamento das árvores, pode reduzir o uso de energia para condicionamento de ar em 40% nos casos estudados (Rosenfeld et al., 1995). 0(',d 2'2$/%('2 O termo albedo é a designação freqüentemente aplicada à refletânc ia total de um dado sistema, considerando-se o quociente entre o fluxo refletido e o fluxo incidente, ambos integrados sobre todo o espectro solar. Pode ser aplicado a um planeta como um todo, admitindo a denominação albedo esféric o ou a uma cidade como albedo urbano ( Berdahl e Bretz (1997), a refletância é a probabilidade de um fóton que incide sobre uma superfície ser refletido. O albedo ou refletância pode ser medido em laboratório ou no campo. As medições em laboratório expressam características do material em si, enquanto que as medições em campo expressam as características do produto final. Os resultados em laboratório expressam valores pontuais de refletância por comprimento de onda, ou intervalos determinados, enquanto que as medições em campo valores para todo espectro da radiação solar. Neste trabalho utilizamos o termo albedo quando nos referimos à refletância hemisférica especular e difusa integrada, com comprimentos de onda entre 290 e 2500 nm, intervalo de comprimento de onda que representa a Radiação Solar, e compreende a radiação Ultra Violeta, Visível e Infravermelha. A região Ultravioleta (UV), que representa aproximadamente 6% do espectro solar, compreende o intervalo com comprimentos de onda entre 290 e 380nm, provoca efeitos físico-químicos nos seres vivos e materiais como danos na estrutura celular: câncer de pele, desbotamento ou descoloração, eritemas e queimaduras, e contribui para a síntese de vitamina D. A região do Visível, contida entre os comprimentos de onda entre 380 e 780nm, compreende aproximadamente 46% de todo espectro solar, e é aquela para a qual o olho humano é sensível, suas alterações de freqüência compreendem as cores. Influi diretamente no grau de iluminação dos ambientes, pois está associada à intensidade da luz branca transmitida. O intervalo de comprimento de onda Visível varia de pessoa para pessoa dependendo da sensibilidade da retina de cada individuo. O Infravermelho (IV) próximo compreende o intervalo contido entre 780nm até aproximadamente 2500nm e corresponde a aproximadamente 43% do espectro solar. A natureza destas radiações é principalmente térmica. O espectro da radiação solar está dividido em três regiões distintas, a região Ultravioleta, o Visível e o Infravermelho, que são consideradas regiões de pequenos comprimentos de onda ou de onda curta. A medição das refletâncias dos materiais foi feita no Laboratório de Sistemas Prediais da Universidade de São Paulo. Utilizou-se um espectrofotômetro Shimadzu modelo UVPC-3101PC com esfera integradora ISR-3100 em conjunto com o software

5 3 UVPC, que opera em ambiente Windows e permite a aquisição e manipulação de dados espectrais de diversos materiais. O processo de medição realizou-se em duas etapas seguindo as instruções do fabricante do equipamento e a ASTM-903. Na primeira etapa definiu-se a amostra de referência a ser utilizada para medição de cada material, buscou-se detectar erros no processo de medição e determinou-se o número de amostras necessário para expressar um valor de refletância característico da população de estudo com uma margem de erro de 5%. Na segunda etapa realizou-se a medição final onde obteve-se valores de albedo dentro dos intervalos de confiança pré-determinados. A medição foi realizada no modo espectral, num intervalo de comprimento de onda entre 290 e 2500nm, com uma velocidade de 700 nanômetros por minuto e espessura de fenda de 20mm. A medição do albedo ou refletância em Laboratório, utilizando-se um espectrofotômetro com esfera integradora permite a avaliação dos resultados, por intervalo de comprimento de onda. Integrando-se as áreas abaixo da curva de refletância especular, foi possível obter o albedo ou refletância dos materiais, em intervalos determinados. A ASTM 903, que discorre sobre o método de medição da refletância de materiais opacos, utilizando-se espectrofotômetros com esferas integradoras, afirma que a medição neste equipamento possibilita a extração de dados, com uma precisão melhor que qualquer outro sistema de medição da performance de sistemas térmicos. $02675$6'(75$%$/+2('(5()(5Ç1&,$ Consideraremos amostras de trabalho os materiais que serão medidos. A seleção dos mesmos não seguiu nenhum critério estatístico ou quantitativo. Esta pesquisa iniciou-se pelos materiais mais populares, que são utilizados em coberturas de edifícios que compõem as cidades brasileiras: cerâmica vermelha e branca, fibrocimento sem amianto, alumínio com e sem pintura, aço galvanizado com e sem pintura, metal com banho de alumínio e zinco, metal termo acústico nas cores alumínio, verde, branco e cerâmica, e cimento colorido nas cores cinza claro, cinza escuro, vermelho e ocre, com e sem resina. A intenção foi medir as características espectrais das telhas constantes nos momentos que antecedem sua instalação. A única providência tomada antes da medição foi limpa-las com uma flanela para retirar o acúmulo de pó e pequenas impurezas. Por se tratar de telhas as mesmas apresentaram diversos formatos e dimensões. Foi preciso extrair um pedaço que tivesse características adequadas para medição, ou seja: superfície plana e dimensão de até 4cm de diâmetro e 2cm de espessura. As telhas cerâmicas, de cimento colorido e fibrocimento foram cortadas utilizando-se uma serra circular acoplada a uma bancada, para o corte das amostras dos materiais metálicos foi utilizado um alicate especial para chapas metálicas. As amostras de referência são utilizadas para calibrar o equipamento e fornecer referencial para obtenção das refletâncias de outros materiais. Como referência são utilizados materiais com alta reflexão especular e difusa, com valores aproximados de 100%. A ASTM-903 sugere o seguinte critério para a definição das amostras de referência para obtenção de valores com maior precisão: para a medição de materiais com alta reflexão difusa, no intervalo de comprimento de onda que representa o espectro solar, utilizar materiais com alta reflexão difusa. Neste trabalho foi utilizado o Sulfato de Bário (BaSO 4 ) como amostra de referência, pois o mesmo apresenta alta reflexão difusa. E para a medição de materiais com alta reflexão espectral, no intervalo de comprimento de onda que representa o espectro solar, a ASTM-903 recomenda o uso de Placas de Alumínio ou Óxido de Magnésio, pois ambos apresentam alta

6 4 reflexão espectral, em toda extensão do espectro solar. Neste trabalho adotou-se o Alumínio. 5(68/7$'26(;3(5,0(17$,6 Os valores do albedo ou refletância foram obtidos pelo método de integração de áreas. Através dos gráficos dos materiais obtidos na medição com o espectrofotômetro, calculou-se a área integrada abaixo da curva de reflexão especular de cada material 1. Todo este procedimento realizou-se utilizando o Software Excel em paralelo ao Software UVPC, que possibilita a exportação de dados em formato de texto. A figura 1 representa a curva de típica da Cerâmica Vermelha e da Cerâmica Branca. Figura 1: Curva de Reflexão da Cerâmica Branca e da Cerâmica Vermelha A tabela 1 apresenta os resultados obtidos para todos os materiais medidos, é importante ressaltar que somente os valores de refletância obtidos para todo o espectro foram submetidos a tratamentos estatísticos, ou seja, sua margem de erro é de 5%. 1 Formato de gráfico obtido para cada material medido.

7 5 Tabela 1: Valores de Albedo para os intervalos de Radiação Solar Material Intervalo UV Visível IV Total nm nm nm nm % % % % Cerâmica Vermelha 9,10 33,10 78,90 67,70 2 Cerâmica Vermelha 11,50 53,10 74,50 68,00 1 Fibrocimento 25,00 36,08 40,87 39,35 1 sem pintura 73,40 72,53 73,74 73,19 1 Marfim 7,86 64,84 59,86 58,60 2 Amarelo 6,42 42,42 61,86 56,06 2 Bege 7,75 54,93 58,55 55,80 3 Alumínio Azul Claro 6,86 19,43 60,47 50,82 2 Cinza Platina 7,74 54,68 50,31 49,33 2 Vermelho 6,26 27,34 52,04 45,69 2 Azul Santiago 6,01 7,99 42,85 35,02 2 Verde Imperial 6,33 12,58 37,01 31,32 2 Cerâmica Asteca 6,06 17,77 32,97 29,11 2 sem pintura 78,49 69,67 73,03 72,64 1 Branca 7,95 78,46 59,53 60,82 2 Amarelo 5,54 43,53 45,76 43,70 2 Cinza Claro 7,78 46,65 37,43 37,88 2 Aço Galvanizado Vermelho 5,90 26,90 41,80 37,60 2 Azul Escuro 6,18 8,01 38,99 32,02 2 Cinza Escuro 7,98 32,87 30,00 29,61 2 Verde 5,29 9,95 25,27 21,67 2 Cerâmica 5,79 18,23 21,55 20,30 2 Alumínio e Zinco natural 74,63 65,17 68,85 68,42 1 Cimento colorido Termo acústica cinza escuro 13,63 16,61 12,42 13,23 1 cinza claro 22,78 32,20 33,42 32,76 1 vemelha 14,14 22,78 27,91 22,42 1 ocre 11,64 27,87 31,54 30,06 1 alumínio 63,19 65,92 71,91 69,72 1 verde 21,38 36,55 71,88 63,39 1 branca 8,40 62,61 65,42 62,54 1 cerâmica 6,04 17,63 62,75 52,24 1 ',6&8d 2 A baixa refletância a radiação Ultravioleta, indica uma maior suscetibilidade dos materiais a degradações. A absortância das radiações UV, pode causar alterações na estrutura atômica de alguns materiais, causando efeitos como descolorações ou degradações, que podem se dar de ordem permanente. A medição revelou que os materiais metálicos sem pintura apresentaram o melhor desempenho de refletância na região UV, com valores em torno de 70%, já os materiais metálicos com pintura o pior desempenho. Tanto as amostras de alumínio pintado, quanto às de aço galvanizado, apresentaram refletância de aproximadamente 8%, com exceção das amostras de metal termo acústico verde, que apresentou resultado de aproximadamente 21%. 2 Valor de albedo submetido a tratamento estatístico (com margem de erro de 5%). 3 Valor de albedo ilustrativo (sem tratamento estatístico).

8 Os resultados obtidos para os materiais metálicos com pintura, na região UV, indicam uma deficiência nos componentes da tinta, apesar do pequeno número de amostras medidas. Esta deficiência provavelmente confere a estes materiais descoloração ou desbotamento mais acelerado, dado pela incidência e absorção da Radiação UV. Fato semelhante foi observado nos resultados das amostras de cimento colorido com e sem resina. As amostras com resina apresentaram valores de refletância para região UV entre 7 e 15%, resultados de refletância inferiores as amostras sem resina com valores variando entre 11 e 22%, indicando a suscetibilidade da resina a degradações. Dentre os materiais não metálicos sem pintura ou resina medidos, o cimento colorido, a cerâmica branca e a vermelha apresentaram desempenho similar com valores de refletância entre 9 e 15%, enquanto que o fibrocimento apresentou o melhor desempenho para a região UV, com refletância que alcançou 25%. O intervalo que compreende a radiação Visível representa cerca de 46% da radiação que atinge a superfície terrestre, está contido entre 382 e 780nm aproximadamente. Representa a parcela da radiação solar para qual a retina humana é sensível, e que confere aos materiais seus aspectos visuais caracterizados pelas cores. No intervalo Visível os materiais metálicos apresentaram o melhor desempenho, sendo a amostra de aço galvanizado na cor branca a que apresentou a maior refletância: 78% aproximadamente, enquanto que os materiais metálicos sem pintura, resultados em torno de 70% para este intervalo. Entre os materiais não metálicos, a cerâmica branca apresentou o melhor desempenho com refletância em torno de 53% e o cimento colorido cinza escuro com resina aproximadamente 11% para o intervalo do Visível. As cores claras apresentam de um modo geral maior refletância na região do Visível e tendem a ter maior refletância no Infravermelho próximo, porém este resultado não é indicativo de albedo elevado, visto que seu desempenho de Albedo, está diretamente relacionado a refletância dos materiais no intervalo do Infravermelho, que representa aproximadamente 13% da radiação solar que atinge a superfície terrestre.. Os materiais metálicos sem pintura e a cerâmica vermelha e branca apresentaram refletância elevada para o intervalo do Infravermelho com valores em torno de 70%, já os materiais metálicos com pintura valores de refletância inferiores a 60% com exceção das telhas termo-acústicas nas cores branco e cerâmica, que apresentaram valores aproximados de 63%, para o intervalo do Infravermelho. Os demais materiais: cimento colorido e fibrocimento valores inferiores a 40%, sendo que o cimento colorido cinza escuro com resina apresentou o pior resultado: aproximadamente 10%. Analisando os resultados obtidos para cada região do espectro, observa-se que o albedo dos materiais é definido por sua refletância na região do Visível e do Infravermelho, que em conjunto representam aproximadamente 89% de toda a radiação que incide na superfície terrestre. Já a refletância dos materiais no intervalo do Ultravioleta determina a suscetibilidade dos materiais a degradações e descolorações em função de sua exposição ao tempo. Analisando-se os resultados obtidos para cada intervalo do espectro solar percebe-se que alguns materiais apresentaram baixa refletância na região do Visível, porém obtiveram uma refletância elevada na região Infravermelha e com isso alcançaram valores elevados de albedo. A Cerâmica Vermelha por exemplo, apresentou refletância em torno de 33% na região Visível, e refletância de 78% na região Infravermelha, o que lhe conferiu uma refletância total de aproximadamente 67%. Fato inverso ocorreu com a amostra de aço galvanizado colorido cinza claro, que apresentou refletância de 46% no Visível e 37% 6

9 7 no Infravermelho. Dentre todos materiais medidos o Alumínio sem pintura apresentou albedo mais elevado atingindo valores de refletância em torno de 73%, já o cimento colorido cinza escuro com resina o pior resultado: aproximadamente 10%. A medição utilizando-se o espectrofotômetro com esfera integradora, em paralelo a um estudo detalhado da composição química dos materiais e seus componentes, pode contribuir para o aprimoramento do desempenho de refletância dos materiais nos intervalos de comprimento de onda específicos, que podem vir a apresentar uma maior refletância e assim obter um albedo mais elevado. Por exemplo: materiais em cores escuras podem buscar um melhor desempenho na região Infravermelha e com isso elevar seu albedo para todo espectro solar, sem comprometer suas características visuais. Já os materiais que apresentam alto índice de absorção da radiação Ultravioleta, podem acrescentar em sua composição filtros ou componentes resistentes a este intervalo de comprimento de onda. (19(/+(&,0(172'(&2%(5785$6 A refletância ou albedo dos telhados tende a diminuir com a idade ou tempo de utilização do mesmo. A exposição ao tempo tende a diminuir a refletância dos materiais claros e aumentar a refletância dos materiais escuros. Estudos que monitoraram os efeitos do envelhecimento em 10 telhados na Califórnia, concluíram que a refletância dos materiais diminui aproximadamente 15% no primeiro ano de utilização (BRETZ, AKIBARI, 1997). A Comissão de Energia da Califórnia, no &RGH 3URSRVDOV ³,QFOXVLRQ RI&RRO 5RRIV LQ 1RQUHVHLGHQWLDO 7LWOH 3UHVFULSWLYH 5HTXLUHPHQWV (2002), sugere que a refletância de um material seja estimada a partir da equação abaixo: ρenvelhec ido= ρo + F ( ρ - ρo) (1) A expressão acima estabelece ρ = 0.20 e F 0.70, como valores constantes. O cálculo do envelhecimento da refletância é modelado considerando-se uma redução de 30% na diferença entre a refletância inicial e um valor adotado de 0.20 (ρ o ). A tabela 2 expressa a aplicação da equação acima nos resultados obtidos na medição com espectrofotômetro.

10 8 Tabela 2: Valores de Albedo Envelhecido Material Intervalo Albedo Envelhecido nm nm Cerâmica Vermelha 0,68 0,53 Cerâmica Vermelha 0,68 0,54 Fibrocimento 0,39 0,34 Sem pintura 0,73 0,57 Marfim 0,59 0,47 Amarelo 0,56 0,45 Bege 0,56 0,45 Alumínio Azul Claro 0,51 0,42 Cinza Platina 0,49 0,41 Vermelho 0,46 0,38 Azul Santiago 0,35 0,31 Verde Imperial 0,31 0,28 Cerâmica Asteca 0,29 0,26 Sem pintura 0,73 0,57 Branca 0,61 0,49 Amarelo 0,44 0,37 Cinza Claro 0,38 0,33 Aço Galvanizado Vermelho 0,38 0,32 Azul Escuro 0,32 0,28 Cinza Escuro 0,30 0,27 Verde 0,22 0,21 Cerâmica 0,20 0,20 Metal Al +Zinco Sem pintura 0,68 0,54 Cimento Colorido Metal Termoacústico Cinza escuro 0,13 0,15 Cinza escuro c/ resina 0,10 0,13 Cinza claro 0,33 0,29 Cinza Claro c/ resina 0,31 0,27 Vermelha 0,22 0,22 Vermelho c/ resina 0,31 0,28 Ocre 0,30 0,27 Ocre c/ resina 0,24 0,23 Alumínio 0,70 0,55 Verde 0,63 0,50 Branca 0,63 0,50 Cerâmica 0,52 0,43 7(03(5$785$ 683(5),&,$/ '26 0$7(5,$,6 87,/,=$'26 (0 &2%(5785$6 O ganho de calor nas coberturas e telhados se dá em função de características físicas e de utilização de seus materiais. Este ganho de calor pode ser analisado, em função da temperatura superficial, que os mesmos atingem quando expostos à Radiação Solar, numa condição pré-estabelecida. Bretz, Akbari e Rosenfeld (1998) apresentam em seu artigo: ³3UDWLFDO,VVXHVIRU XVLQJ VRODUUHIOHWLFYH PDWHULDOV WR PLWLJDWH XUEDQ KHDW LVODQGV, a equação para determinação da temperatura para uma superfície sob o sol. A temperatura de equilíbrio da superfície (T s ) é dada pela equação: (1-D) I = σ ε (Ts 4 -T céu 4 ) + h c (Ts-Ta) (2)

11 9 D albedo ou refletância solar I = radiação solar incidente na superfície (W/m 2 ) ε = emissividade da superfície σ = constante de Stefan Boltzmann (5,67 * 10-8 W/m 2 K 4 ) Ts = temperatura de equilíbrio da superfície (K ou C) T céu = temperatura radiante do céu (K ou C) h c = coeficiente de convecção (W/m 2 K ou W/m 2 C) T a = temperatura do ar (K ou C) Na equação acima é desconsiderado o acúmulo térmico da cobertura. A intenção é avaliar as características superficiais dos materiais, através do cálculo da temperatura superficial, que os materiais podem atingir em função de seu albedo e emissividade. As trocas de calor que ocorrem em coberturas de edificações, são mais intensas entre suas superfícies externas e seu entorno, visto que muitas vezes as coberturas possuem isolantes ou câmaras de ar abaixo dos telhados e a massa térmica das coberturas tem o efeito e reduzir a temperatura de pico dos telhados no decorrer do dia e descarta-la durante a noite, fenômeno responsável pela maior intensidade das ilhas de calor nos períodos noturnos (Berdahl, Bretz, 1997). A intenção é obter a temperatura superficial que cada material pode atingir em função de seu albedo e emissividade. Quanto mais próxima à temperatura superficial de determinado material em relação à temperatura do ar menor será a transmissão de calor para o ar por convecção e para o entorno por radiação. Para cálculo da temperatura superficial, a Comissão de Energia da Califórnia na proposta de mudança do código de título 24, que sugere a inclusão de exigências prescritivas para utilização de telhados frios em edificações não residenciais, determina que as temperaturas do ar (T ar ) e do céu (T céu ), a radiação solar e o coeficiente de convecção a serem utilizados no cálculo do balanço energético das coberturas, devem ser retirados das condições para ventos moderados, e seus valores especificados pela ASTM E ( 6WDQGDUG 3UDWLFH IRU &DOFXODWLQJ 6RODU 5HIOHWDQFH,QGH[ RI +RUL]RQWDO DQG /RZVORSHGH 2SDTXH 6XUIDFHV ), os valores são apresentados a seguir: I = 1000W/m 2 h c = 12W/ m 2 K T céu = 300K T ar = 310K A tabela 3 apresenta os resultados das temperaturas superficiais que cada material poderá atingir em função de sua emissividade e albedo, frente às condições especificadas pela ASTM E Tabela 3: Temperatura Superficial dos Materiais para Condições Climáticas Determinadas pela ASTM E

12 10 Material Albedo Envelhecido Emissividade do material Temperatura Superficial Diferença de Temperatura temperatura Superficial entre o ar e o material D envelhecido e Ts (K) Ts ( C ) (K) ou ( C) Cerâmica Vermelha 0,53 0,9 309,92 36,8-0,1 Cerâmica Branca 0,54 0,9 309,37 36,2-0,6 Fibrocimento 0,34 0,9 320,26 47,1 10,3 Sem pintura 0,57 0,05 342,57 69,4 32,6 Marfim 0,47 0,9 313,23 40,1 3,2 Amarelo 0,45 0,9 314,32 41,2 4,3 Bege 0,45 0,9 314,32 41,2 4,3 Alumínio Azul Claro 0,42 0,9 315,95 42,8 6,0 Cinza Platina 0,41 0,9 316,49 43,3 6,5 Vermelho 0,38 0,9 318,11 45,0 8,1 Azul Santiago 0,31 0,9 321,86 48,7 11,9 Verde Imperial 0,28 0,9 323,45 50,3 13,5 Cerâmica Asteca 0,26 0,9 324,50 51,4 14,5 Sem pintura 0,57 0,25 331,06 57,9 21,1 Branco 0,49 0,9 312,34 39,2 2,3 Amarelo 0,37 0,9 318,65 45,5 8,7 Cinza Claro 0,33 0,9 320,79 47,6 10,8 Aço Galvanizado Vermelho 0,32 0,9 321,33 48,2 11,3 Azul Escuro 0,28 0,9 323,45 50,3 13,5 Cinza Escuro 0,27 0,9 323,98 50,8 14,0 Verde 0,21 0,9 327,13 54,0 17,1 Cerâmica 0,20 0,9 327,65 54,5 17,7 Metal(Al +Z) Sem pintura 0,54 0,25 333,21 60,1 23,2 Cinza escuro 0,26 0,9 323,98 50,8 14,0 Cinza Escuro c/ resina 0,13 0,9 331,28 58,1 21,3 Cinza claro 0,49 0,9 322,92 49,8 12,9 Cimento colorido Metal Termoacústico &21&/86 (6 Cinza Claro c/ resina 0,27 0,9 323,98 50,8 14,0 Vermelha 0,37 0,9 326,60 53,5 16,6 Vermelho c/ resina 0,28 0,9 323,45 50,3 13,5 Ocre 0,33 0,9 323,98 50,8 14,0 Ocre com resina 0,23 0,9 326,08 52,9 16,1 Branca 0,32 0,66 319,26 46,1 9,3 Alumínio 0,28 0,25 332,50 59,4 22,5 Verde 0,27 0,4 329,41 56,3 19,4 Cerâmica 0,43 0,66 323,39 50,2 13,4 O albedo ou refletância dos materiais utilizados em coberturas de edifícios é uma das variáveis responsáveis por seu ganho de calor, pois representa a porção da radiação solar incidente, que é refletida pelo material, porém o desempenho térmico dos materiais, caracterizado pela temperatura superficial que os mesmos podem atingir, está vinculado à emissividade dos materiais, que é responsável pelo seu resfriamento radioativo, e determina a quantidade de radiação térmica que é irradiada para o entorno. Superfícies com elevado albedo e emissividade permanecem mais

13 frias quando expostas a Radiação Solar, pois absorvem menos radiação e emitem mais radiação térmica para o espaço. Conseqüentemente transmitem menos calor para seu entorno. A temperatura superficial dos materiais é função da quantidade de radiação que o mesmo absorve e emite e do coeficiente de convecção que contribui para resfria-lo. A cerâmica vermelha e a branca foram os únicos materiais, dentre os medidos, que atingiram temperaturas superficiais mais baixas que as temperaturas do ar, quando submetidos às condições climáticas estabelecidas. Através da medição realizada constatou-se que as cerâmicas brancas e vermelhas apresentaram resultados de albedo similares aos materiais metálicos, com valores de albedo em torno de 55%, porém os materiais metálicos atingem temperaturas superficiais muito mais altas. Este fato se dá em função da baixa emissividade dos materiais metálicos, que emitem pouca radiação térmica, não sendo as perdas de calor por convecção suficiente para resfriá-los. Portanto conclui-se as características espectrais da cerâmica vermelha e branca: albedo e emissividade atendem as premissas defendidas para qualificação deste material como um material frio, enquanto que para os materiais metálicos a emissividade desqualifica estes materiais como frios. Percebese então que a emissividade dos mesmos é determinante para sua temperatura superficial. A eficiência do Albedo ou refletância e da emissividade dos materiais são parâmetros que podem ser incorporados pelos fabricantes dos materiais utilizados em telhas, através de analises sistemáticas dos componentes dos materiais ou através de processos de melhoria contínua. Também pode ser implementada nos Códigos de Edificações ou normalizações específicas, visto a necessidade de diminuir os impactos atmosféricos das Ilhas de Calor e a demanda de energia nos centros urbanos. Uma cobertura com elevado albedo e emissividade começa a se auto pagar no instante de sua instalação, reduzindo a utilização de sistemas para resfriamento de ar. Em alguns países, principalmente os EUA, vem se estudando a inclusão de normalizações prescritivas para a determinação de parâmetros limites de refletância e emissividade para materiais utilizados em coberturas ou edificações comerciais e industriais, que de um modo geral demandam mais energia. O intuito desta proposta é diminuir a demanda de energia e compensar as emissões de poluentes de outras fontes geradoras, como por exemplo, os automóveis.o conjunto dos conceitos acima apresentados compreende uma série de técnicas passivas de controle do uso de energia e da poluição atmosférica. Rosenfeld et al. (1995) sugere a utilização de uma série de políticas para programas de implementação de superfícies frias e sombreamento por árvores. Dentre elas a criação de procedimentos de testes que venham a qualificar os materiais frios, para a criação de um banco de dados que possa auxiliar pesquisadores, projetistas e usuários, conscientização coletiva por programas de informação específicos, a inclusão dos telhados frios e da sombra das arvores nos critérios da ASHRAE de performance energética dos edifícios, a criação de incentivos pelo estado em função de sua utilidade pública entre outros. A utilização de materiais frios aliadas à ampliação das áreas verdes é uma alternativa viável e com baixo custo, que pode ser implementada nas áreas urbanas e na construção de novos edifícios, como estratégia para contenção dos efeitos nocivos da Ilhas de calor. O primeiro passo para a aplicação prática destes conceitos é a conscientização coletiva para a importância da utilização de materiais mais eficientes, que possam contribuir para a mitigação das altas temperaturas nos centros urbanos e suas conseqüências, salientando a importância da composição dos envelopes construtivos e das superfícies urbanas para a preservação ambiental, a economia de energia e o conforto térmico. 11

14 12 %,%/,2*5$),$ AMERICAN SOCIETY FOR TESTING AND MATERIALS. 6WDQGDUG7HVW0HWKRGIRU 6RODU$EVRUSWDQFH5HIHOWDQFHDQG7UDQVPLWWDQFHRU0DWHULDOV8VLQJ,QWHJUDWLQJ 6SKHUHV$670( United States, BRETZ, S.; AKBARI, H; ROSENFELD, A. Pratical issues for using solar-refletive materials to mitigate urban heat islands. $WPRVSKHULF(QYLURPHQW, v. 32, No. 1, p , BERDHAL, P. BRETZ, S. Preliminary survey of the solar reflectance of roofing materials. (QHUJ\DQG%XLOGLQJV, v.25, n.2, p , BRETZ, S. AKBARI, H. Long-term performance of high-albedo roof coatings. (QHUJ\ DQG%XLOGLQJV, v.25, n.2, p , CALIFÓRNIA ENERGY COMISSION. CALIFÓRNIA. Ago. 2002,QFOXVLRQ RI &RRO 5RRIV LQ 1RQ5HVLGHQWLDO7LWOH3UHVFULSWLYH5HTXLUHPHQWV. Pacific Gas & Eletricit. Disponível em: < / a.gov/ 2005_standards/ doc uments/ index.html >. Acesso em: 20 de out DUFFIE, J. A.; BECKMAN, W. A. 6RODU(QJLQHHULQJRI7KHUPDO3URFHVVHV United States: John Wiley & Sons, p. INSTITUTO NACIONAL DE PESQUISAS ESPACIAIS. São José dos Campos. *ORVViULRGH WHUPRVWpFQLFRV Disponível em: < ptec.inpe.br/ satelite/ metsat/ pesquisa/ gloss/ gloss-ae.htm> Acesso em 12 Set JAPÃO. Shimadzu Corporation. Analytical Instruments Division.,QVWUXFWLRQ 0DQXDO 893&6HULHV 6SHFWURSKRWRPHWHU Operation Guide Kyoto: LAWRENCE BERKELEY NATIONAL LABORATORY. California. 3URMHWR,OKDV GH &DORU. Disponível em: < / eetd.lbl.gov/ HeatIsland >. Acesso em: 12 de set ROSENFELD, A. H.; et al. Mitigation of urban heat islands: materials, utility programs, updates. (QHUJ\DQG%XLOGLQJV. v. 22, p , SIMPSON, J.R.; MCPHERSON, E. G. The effects of roof albedo modification on cooling loads of scale model residences in Tucson, Arizona. (QHUJ\DQG%XLOGLQJV, v.25, n.2, p , 1997.