ANÁLISE DO IMPACTO DA VEGETAÇÃO NO MICROCLIMA DE ÁREAS RESIDENCIAIS DE BAIXA DENSIDADE ATRAVÉS DE SIMULAÇÃO COMPUTACIONAL NO PROGRAMA ENVI-MET

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Luciana Amado César
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1 ANÁLISE DO IMPACTO DA VEGETAÇÃO NO MICROCLIMA DE ÁREAS RESIDENCIAIS DE BAIXA DENSIDADE ATRAVÉS DE SIMULAÇÃO COMPUTACIONAL NO PROGRAMA ENVI-MET Fernanda Carpinetti Vieira Faculdade de Arquitetura e Urbanismo CEATEC fernanda.cv1@puccamp.edu.br Resumo: A presente pesquisa utiliza-se da simulação computacional como ferramenta de análise e suporte na avaliação do clima urbano. O objetivo deste trabalho foi avaliar o comportamento térmico de áreas residenciais de baixa densidade com presença e ausência de vegetação. Para as simulações foi utilizado o programa ENVI-met. Foram propostos três cenários de estudo: situação real da área de estudo, ausência de vegetação na área de estudo e maior porcentagem de vegetação em alguns pontos de análises. Os resultados demonstraram que a presença de vegetação em uma área urbana possui influência em seu comportamento térmico, reduzindo as temperaturas máximas. Palavras-chave: ilhas de calor urbanas, vegetação, simulação computacional. Área do Conhecimento: Engenharias Engenharia Civil Construção Civil. 1. INTRODUÇÃO Um aspecto que apresenta importância no controle climático urbano é a vegetação. Dentre os benefícios da vegetação urbana, destaca-se a sua importância para o controle climático, da poluição do ar e acústica, melhoria da qualidade estética, efeitos sobre a saúde mental e física da população, aumento do conforto ambiental, valorização de áreas para convívio social, valorização econômica das propriedades e formação de uma memória e do patrimônio cultural. A vegetação urbana apresenta um importante papel no potencial de refrigeração passiva e como medida de mitigação ilha de [1] [2] [3] [4]. Estudos indicam que a porcentagem mínima de á- reas florestada deve ser superior a 20% do total urbanizado para que seja observado o início do efeito de arrefecimento e de elevação da umidade do ar [5]. Através da simulação computacional com diferentes configurações de vegetação no meio urbano estudos relatam que a vegetação possui um benefício significativo para o meio urbano [6]. Cláudia Cotrim Pezzuto Programa de Pós Graduação em Sistemas de Infraestrutura Urbana CEATEC claudiapezzuto@puc-campinas.edu.br Assim, esta pesquisa tem o objetivo de avaliar o comportamento térmico de um recorte na cidade de Campinas,SP, através de simulações computacionais no software Envi-met. 2. METODOLOGIA A área delimitada para esta pesquisa contemplou um recorte de 450m x 450m, localizado na região norte/noroeste da cidade de Campinas, SP, abrangendo as Bacias Hidrográficas do Ribeirão do Quilombo e do Rio Atibaia. O município ocupa uma área total de 796,4 Km², situa-se nas coordenadas geográficas Latitude S 22 53'20" de Longitude O 47 04'40" de este a uma altitude de 680 metros acima do nível do mar e tem população aproximada de habitantes. O clima da cidade é tropical de altitude (Cwa, Classificação de Koeppen) [7] [8].. O recorte da área de estudo é caracterizado principalmente por edificações de um a dois pavimentos, também sendo identificados alguns edifícios de até 15 pavimentos em alguns pontos da área. A maioria dos telhados existentes é composto por telhas vermelhas de barro. A malha urbana é irregular caracterizada por vias asfaltadas com calçadas de concreto ou pedras, sendo uma área que possui pouca presença de vegetação, apresentando maior ocorrência na região sudeste da área de estudo. Na parte central da área escolhida foi instalado um equipamento de medição fixa de temperatura do ar (Teto 174H). A partir deste ponto foi feita a calibração do modelo simulado. A curva de interação entre o modelo simulado e ponto coletado apresentou uma boa correlação.

Figura 1: Localização do equipamento de medição fixa (datalogger) em vermelho na área de estudo. Fonte: Adaptado Google Earth,2015 área de estudo desta pesquisa.

tipologia das vegetações e a tipologia da cobertura do solo. O segundo cenário (Cen SVeg) foi definido pela ausência de vegetação.

2 Figura 1: Localização do equipamento de medição fixa (datalogger) em vermelho na área de estudo. Fonte: Adaptado Google Earth,2015 área de estudo desta pesquisa. O primeiro (Cen Atual) consiste no cenário atual da área, ou seja, a situação exata de como esta se encontra atualmente em relação aos edifícios existentes, suas respectivas alturas, a existência e tipologia das vegetações e a tipologia da cobertura do solo. O segundo cenário (Cen SVeg) foi definido pela ausência de vegetação. Já o terceiro cenário (Cen Veg) contemplou maior porcentagem de vegetação em pontos específicos. A figura 2 mostra as diferentes configurações dos cenários no programa ENVI-Met. Verifica-se que o ponto R4 apresenta a maior porcentagem de vegetação do CEN Atual (60% de vegetação no cânion urbano). A partir desta constatação, no cenário CEN SVeg nos pontos R1, R2 e R3 a vegetação no cânion foi digitalizada em 60%. No ponto R4 foi mantida a mesma configuração do cenário atual (CEN Atual). No processo de digitalização dos cenários sem vegetação e com adição de vegetação as alterações realizadas ocorreram somente na camada de vegetação, a digitalização da localização dos edifícios e suas respectivas alturas, da cobertura do solo e a localização dos receptores foram mantidas nos três cenários. Para a realização das simulações no programa Envimet foram definidos três cenários distintos para a Figura 2: Comparação da janela de digitalização dos três cenários propostos na pesquisa, CEN Atual, CEN SVEG e CEN VEG.

3 4. ANÁLISES DOS RESULTADOS As análises contemplaram a avaliação da temperatura do ar média, máxima, mínima e amplitude dos diferentes receptores em diferentes cenários (Figuras 3 a 6). Observam-se as maiores diferenças ocorreram durante a temperatura do ar máxima em todos os cenários de estudo. A tabela 1 mostra a diferença térmica dos diferentes cenários e receptores, a partir da diferença entre a temperatura do ar no cenário de estudo (CEN SVeg, CEN Veg) e a temperatura do ar do cenário atual (CEN Atual). Verifica-se que as maiores diferenças térmicas encontra-se no cenário sem vegetação (CEN SVeg) durante a ocorrência da temperatura máxima. Os resultados demonstram que todos os cenários sem vegetação (CEN SVeg) apresentaram um acréscimo na temperatura do ar máxima comparada com o cenário atual. O ponto 4 apresentou a maior diferença, 2,7 ºC, devido à maior presença de vegetação no cânion no cenário atual, em contrapartida, o ponto 3, caracterizado pela baixa porcentagem de vegetação no cenário atual, apresentou uma pequena diferença de 0,4ºC em comparação com o cenário sem vegetação. As temperaturas do ar mínimas também apresentaram um acréscimo em comparação com o cenário de estudo, porém com valores menos acentuados, entre 0,4 ºC e 0,8 ºC. Já a temperatura do ar média apresentou um acréscimo entre 0,5 a 1,6 ºC. Tabela 2: Diferenças térmicas de temperatura do ar dos diferentes pontos. Cenário Atual e respectivos cenários de estudo. Amplitude Temp. do ar média (ºC) Temp. mínima(ºc) Temp. do ar máxima (ºC) Térmia (ºC) Ponto 1 CEN Atual 26,1 21,4 32,5 11,2 CEN Veg -0,4-0,2-0,6-0,3 CEN S Veg 1,0 0,6 1,3 0,7 Ponto 2 CEN Atual 26,2 21,2 32,9 11,7 CEN Veg -0,4-0,2-0,6-0,4 CEN S Veg 1,1 0,6 2,0 1,3 Ponto 3 CEN Atual 26,2 21,5 32,7 11,2 CEN Veg -0,4-0,3-0,6-0,3 CEN S Veg 0,5 0,4 0,4 0,0 Ponto 4 CEN Atual 25,7 21,1 32,1 11,0 CEN Veg -0,1-0,1-0,1 0,0 CEN S Veg 1,6 0,8 2,7 1,9

4 Figura 3: Curvas de temperatura do ar ( C). Ponto 1 Figura 4: Curvas de temperatura do ar ( C). Ponto 2 Figura 5: Curvas de temperatura do ar ( C). Figura 6: Curvas de temperatura do ar ( C) Ponto 3 Ponto 4 5. CONSIDERAÇÕES FINAIS A partir da análise dos resultados obtidos nas simulações computacionais dos três cenários propostos foi possível concluir que a presença de vegetação em uma área urbana tem influência sobre o comportamento térmico desta, identificando um aumento significativo das temperaturas máximas quando ocorre a retirada de vegetação do local. Portanto, a estratégia de aumentar a porcentagem de vegetação existente em uma área urbana oferece melhoria para seu comportamento térmico, podendo ser identificada como ferramenta para o planejamento urbano na mitigação dos efeitos da ilha de calor urbana. AGRADECIMENTOS Os autores agradecem à Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo FAPESP e à Fundação Carlos Chagas Filho de Amparo à Pesquisa do Estado do Rio de Janeiro FAPERJ, pelo a- poio e financiamento deste projeto e a FAPIC/Reitoria pelo financiamento desta bolsa de Iniciação Científica. REFERÊNCIAS [1] Shashua-Bar, L. Tsiros I.X., Hoffman M. E. (2010). A modeling study for evaluating passive cooling scenarios in urban streets with trees. Case study: Athens, Greece. Building and Environment 45, [2] Rosenfeld, A. H. et. al. (2015), Mitigation of Urban Heat Islands:Materials, Utility, Programs,

5 Updates, Energy and Buildngs, Vol. 22, pp [3] Bernatzky, A. (1982), The Contribution of Trees and Green Spaces to a Town Climate, Energy and Buildings, Vol. 5, pp [4] Akbari, H. et. al. (1987), The Potential of Vegetation in Reducing Summer Cooling Loads in Residential Buildings, Journal of Climate and Applied Meteorology, Vol. 26, pp [5] Dacanal, C. (2011), Fragmentos Florestais Urbanos e Interações Climáticas em Diferentes Escalas: Estudos em Campinas, SP, Tese (Doutorado em Engenharia Civil e Arquitetura e Urbanismo) Universidade Estadual de Campinas. [6] Salata, F., et. al. (2015), How High Albedo and Traditional Buildings Materials and Vegetation Affect the Quality of Urban Microclimate. A case study, Energy and Buildings, Vol. 99, pp [7] PMC. Perfil Municipal de Campinas. Dados Geográficos. Prefeitura Municipal de Campinas. Disponível em: dados-do-municipio/cidade/. Acesso em: 19 junho 2015, [8] CEPAGRI. Clima dos Municípios Paulistas Campinas. Centro de Pesquisas Meteorológicas e Climáticas Aplicadas a Agricultura..

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