Análise de índices de conforto térmico na cidade de Belém, PA durante a época menos chuvosa

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1 Análise de índices de conforto térmico na cidade de Belém, PA durante a época menos chuvosa João de Athaydes Silva Júnior 1, Antonio Carlos Lôla da Costa, Simaia do Socorro Sales das Mercês 1, Everaldo Barreiros de Souza, Simone Nazaré Rodrigues da Silva, Rafael Ferreira da Costa 3, Bruno Takeshi T. Portela, Meriane M. Taques, Luciano da Silva Borges, Maria do Carmo Felipe de Oliveira, Alan Pantoja Braga 4, Paulo Henrique L. Gonçalves 5, João Roberto P. Feitosa 6, Daniel B. Metcalfe 7, José Raimundo Abreu de Sousa 8 1 Universidade Federal do Pará, Núcleo de Altos Estudos Amazônico, Rua Augusto Corrêa, nº 01, Guamá, - Campus Profissional athaydes@ymail.com Universidade Federal do Pará, Instituto de Geociências, Faculdade de Meteorologia, Rua Augusto Corrêa, nº 01, Guamá, - Campus Básico lola@ufpa.br 3 Secretaria de Estado de Meio Ambiente, Diretoria de Recursos Hídricos, Tv. Lomas Valentinas, nº 177, Belém, PA Instituto Nacional de Meteorologia, Eixo Monumental Via S1 Sudoeste Brasília-DF. 5 Universidade Federal de Viçosa, DEA, PPGMA, Viçosa, MG. 6 Universidade Federal do Oeste do Pará, Faculdade de Física Ambiental, Santarém, PA. 7 Environmental Change Institute, University of Oxford, Oxford, UK. 8 - Instituto Nacional de Meteorologia, º DISME/Belém, PA. ABSTRACT: Because the climate of a region has great influence on human activities, this work examined the response of two indices of thermal comfort applied in Bethlehem, PA and compared the results with subjective information collected in the field through appropriate questionnaires. It was found that both IC and TE indices used are suitable to be applied to this city. RESUMO: Devido o clima de uma região tem grande influência sobre as atividades humanas, neste trabalho se analisou a resposta de dois índices de conforto térmico aplicados na cidade de Belém, PA e se comparou os resultados obtidos com informações subjetivas coletadas em campo através de questionários adequados. Foi constatado que os dois índices utilizados IC e TE são adequados para serem aplicados a esta cidade. Palavras-chave: Meteorologia, conforto térmico 1 INTRODUÇÃO No decorrer da historia da humanidade sempre houve a interação sociedade-clima, independentemente da forma que ocorreu positiva ou não. Quando se configurou de forma positiva, tivemos a consolidação de inúmeras civilizações pelo planeta e na segunda hipótese, a historia amarga inúmeros casos de desgraças, fome, crises, colapsos da humanidade, restando só a adaptação ao meio ou a migração em massa para outras regiões devido as condições climáticas que foram expostas. Na atualidade, os debates relacionados aos problemas socioambientais têm levado mais em conta o papel do clima como um dos elementos fundamentais na interação entre o homem e a natureza, se preocupando com as proporções dos riscos e impactos ambientais ligados a atmosfera (Monteiro e Mendonça, 001). Nas últimas décadas, a ocupação do território adquiriu novas características, que claramente entraram em conflito com a preservação do meio ambiente. A intensificação de atividades garimpeiras, mineradoras, somado as atividades pecuárias, trouxeram para a região

2 um rápido processo de crescimento de centros urbanos, cada vez mais numerosos, cujo resultado final foi à rápida degradação ambiental e um rápido crescimento urbano de forma desorganizada. O clima de uma região tem grande influência sobre as atividades humanas, assim como as atividades antrópicas contribuem para as alterações no meio ambiente. Uma das mais acentuadas modificações provocadas pela urbanização é a alteração dos padrões climáticos. Áreas com solos impermeabilizados cada vez maiores e a construção de edificações de grande porte causam variações nas características climáticas locais, possibilitando o surgimento de microrregiões termicamente desconfortáveis denominadas ilhas de calor (Maitelli, 1991; Goldreich, 199; Jáuregui, 199). Neste trabalho iremos utilizar algumas metodologias para calcular índices de conforto térmico e correlacionar com dados oriundos de questionários aplicados em campo. METODOLOGIA O presente estudo foi realizado no município de Belém, Capital do Estado do Pará, que faz divisas ao oeste com a Baía do Guajará, ao sul com o Rio Guamá, ao norte com a Baía de Santo Antônio e a leste com o Município de Ananindeua, conforme a Figura 01a. Sua população estimada é de habitantes (IBGE, 009). O município possui uma área territorial de Km², em que estão compreendidos 39 ilhas e sua coordenada geográficas é 01ºS 7 e 048º30 W. A Cidade de Belém possui uma altitude média de 10 metros acima do nível médio do mar, com um relevo predominantemente plano, com 60 % de sua área acima da cota de 4 metros com relação ao nível do mar (Costa, 1998). Este trabalho foi desenvolvido na área urbana da cidade de Belém, PA, com a utilização de uma estação meteorológica automática instalada em uma região central da cidade de Belém, o bairro de São Braz, conforme a Figura 1b. Neste ponto está sendo realizada coleta de informações meteorológicas a intervalos de 30 minutos. O clima na cidade, segundo a classificação de Köppen ( ) é do tipo Am, ou seja, clima tropical chuvoso de monção. A média anual da temperatura do ar é de 6,0 ± 0,4ºC, com máximas e mínimas variando de 31,5 ± 0,7 a,0 ± 0,3ºC, respectivamente, durante o ano (INMET, 199). Figura 1a e 1b Localização geográfica de cidade de Belém e localização da estação meteorológica automática. Na realização da presente análise, foram utilizados dois índices de conforto térmico para averiguar a que melhor se adéqua a região e aplicado um questionário as pessoas que passavam pelo ponto de medida, para conhecermos sua opinião, referente ao seu conforto térmico no momento, com três opções de escolha (Frio, Normal e Calor). Como não houve a

3 escolha da opção Frio, ela não foi computada nas análises. A escolha do índice de conforto térmico que melhor se adéqua as características locais deverá estar relacionada com a opinião dos indivíduos entrevistados durante a coleta dos dados. Para essa estimativa das condições ambientais utilizamos o Índice de Calor (IC) e o índice de Temperatura Efetiva (TE). Neste trabalho são analisados os dias 11, 1, 13 e 14 de novembro de 008, no período das 08 às 19 horas, obtidos no ponto de coleta de dados..1 Índices de conforto térmico O Índice de Calor (IC) é um índice que combina a temperatura e a umidade relativa do ar para determinar uma temperatura aparente, que representa o quanto quente estamos sentindo realmente, mostrada na equação 01. O corpo humano geralmente resfria-se pela transpiração, ou suando, na qual a água do suor evapora e retira calor do corpo. Entretanto, quando a umidade relativa do ar é alta, a taxa de evaporação da água é reduzida. Assim, o calor é removido do corpo a uma taxa mais baixa, mantendo mais calor no corpo do que teria numa situação de ar seco. O IC foi elaborado a partir de medidas subjetivas de quanto calor se sente para dados valores de temperatura e umidade relativa do ar, nas situações em que as temperaturas estão elevadas, estando à pessoa à sombra em condições de vento fraco. Os níveis de alerta e suas conseqüências a saúde humana está ilustrada na tabela 01. A expressão para cálculo do IC à sombra é dada por: IC = 4,379 +, T + 10, , T 6, T 5, ,58 10 T 1,99.10 Onde, T é a temperatura do bulbo seco (ºF) e UR é a umidade relativa. + 1, T Eq. 01 Tabela 01 - Níveis de alerta e suas conseqüências a saúde humana do IC. O índice de Temperatura Efetiva (TE) foi definido pela correlação entre as sensações de conforto e as condições de temperatura e umidade procurando concluir quais são as condições de conforto térmico. Usou-se a equação proposta por Thom (1959) para calcular o índice de temperatura efetiva, o qual limita a faixa de conforto entre 18 e 5,6ºC e qualquer valor acima ou abaixo deste intervalo são considerados como stress ao calor e ao frio, respectivamente. TE = 0,4 ( TS + Tu) + 4, 8 Onde: Ts é temperatura do bulbo seco e Tu é a temperatura do bulbo úmido; 3 RESULTADOS E DISCUSSÕES

4 Nas Figuras 0a e 0b são apresentados os índices de calor e de temperatura efetiva, respectivamente, para a cidade de Belém, PA, no período de 11 a 14 de novembro de 008. Como se pode observar na Figura 0a, durante os dias estudados, metade de do tempo obtivemos uma condição de conforto térmico, que segundo a escala na Tabela 01, aponta como cautela extrema e obtivemos apenas 5 horas em condições que não houve alerta para síndromes do calor, indicando as horas mais confortáveis do dia, no período noturno, das 01h30min as 07h30min, momento este que a superfície da cidade já conseguiu dissipar parte da energia térmica acumulada durante o dia. Na Figura 03b, observou-se que em média no período entre as 8h30min até as 0h45min convivemos a situação de stress térmico por calor, o que corresponde a mais de 50% do dia nesta situação. No dia 13, observou-se uma anomalia tanto na curva do IC como do TE, devido a um volume de 14,7 mm que precipitou no local entre as 15h30min e 17h30min e a sua nebulosidade associada, o que ajudou a dissipar boa parte do calor e reduzir a quantidade da radiação solar incidente na superfície. Figura 0a Índice de calor na cidade de Belém, PA nos dias 11 a 14 de novembro de 008 e suas zonas de alerta e na Figura 0b temos o Índice de Temperatura Efetiva na cidade de Belém, PA nos dias 11 a 14 de novembro de 008 e sua zona de stress térmico Nas figuras 03a e 03b são apresentados a média dos índices de calor e de temperatura efetiva para o período analisado e informações relativas à opinião das pessoas entrevistadas, respectivamente, para a cidade de Belém, PA, no período de 11 a 14 de novembro de 008. Nas figuras 03a e 03b, verificou-se que os dois índices de conforto térmico utilizados são adequados para a região apresentando um coeficiente de correlação bom, com valores de r = 0,8 e r = 0,83, para os índices de calor e de temperatura efetiva, respectivamente. Figura 03a Índice de calor na cidade de Belém, PA nos dias 11 a 14 de novembro de 008 e suas zonas de alerta e na Figura 03b temos o Índice de Temperatura Efetiva na cidade de Belém, PA nos dias 11 a 14 de novembro de 008 e sua zona de stress térmico.

5 4 - CONCLUSÕES Diante dos resultados das análises, conclui-se que tanto o índice de calor como o índice de temperatura efetiva são adequados para serem aplicados na cidade de Belém obtendo uma boa correlação com a opinião dos indivíduos entrevistados durante a campanha de coleta de dados. 5 - AGRADECIMENTOS Agradeço ao CNPq Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico pelo financiamento desta pesquisa, ao professor e aos alunos da UFPA/IG/FM da disciplina de Meteorologia Ambiental do segundo semestre de 008 e colaboradores. 6 REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS COSTA, A.C.L. Estudo de Variações Termo-Higrométricas de Cidade Equatorial devido ao Processo de Urbanização. O caso de Belém - PA. Tese de Doutorado em Engenharia Ambiental, EESC-USP. São Carlos, SP. 3p., GOLDREICH, Y. Urban climate studies in Johannesburg, A sub-tropical city located on a ridge - A review. Atmospheric Environment, v. 6B, n. 3, p , 199. IBGE, 009. Instituto Brasileiro de Geografia e Estatística. Acessado em INMET, Instituto Nacional de Meteorologia, Normais Climatológicas 1961 a Brasília, DF, 199. JAUREGUÍ, O. E. Aspects of heat-island development in Guadalajara, México. Atmospheric Environment, v.6b, n.3, p MAITELLI, G. T.; ZAMPARONI, C. A. P. G.; LOMBARDO, M. A. Ilha de calor em Cuiabá-MT: Uma abordagem de clima urbano. In: Encontro Nacional de Estudos sobre Meio Ambiente, 3, Londrina-PR, comunicações, Londrina - PR, p , MONTEIRO, C. A. F., MENDONÇA, F. Clima urbano. Editora Contexto, São Paulo, SP, 19 p., 001.