Avaliação e comparação do índice de conforto térmico humano entre as cidades de São Paulo (SP) e Bauru (SP)

VII Congresso Brasileiro de Biometeorologia, Ambiência, Comportamento e Bem-Estar Animal Responsabilidade Ambiental e Inovação VII Brazilian Congress of Biometeorology, Ambience, Behaviour and Animal Welfare Environmental Responsibility and Innovation Avaliação e comparação do índice de conforto térmico humano entre as cidades de São Paulo (SP) e Bauru (SP) Gustavo Santos Barbosa Miranda 1, Fernanda Rodrigues Diniz 2 e Marina Piacenti da Silva 3 1 Graduando em Bacharelado em Meteorologia - Faculdade de Ciências - UNESP/Bauru. E-mail: mrnd.hml@gmail.com 2 Graduando em Bacharelado em Meteorologia - Faculdade de Ciências - UNESP/Bauru. E-mail: fernanda_diniz2@live.com 2 Departamento de Física - Faculdade de Ciências - UNESP/Bauru. E-mail: marinapsilva@fc.unesp.br Resumo A importância de uma melhor compreensão da influência das forçantes atmosféricas no bemestar do homem vem sendo tema de estudos em diversas áreas de pesquisa, como meteorologia e climatologia, arquitetura, construção civil e planejamento e desenvolvimento urbano. Tal importância é evidenciada pela proporção tomada por discussões referentes ao aquecimento global e às mudanças climáticas, ao desenvolvimento de grandes centros urbanos e à relação entre o ser humano e o meio por ele habitado. O estudo referente ao conforto térmico humano busca mensurar o quão sensível é o homem em relação às variáveis meteorológicas, como temperatura do ar e umidade relativa. Neste trabalho foram comparados os Índices de Conforto Térmico Humano (ICH) de duas cidades com comportamento climatológico de temperatura do ar e precipitação semelhante (São Paulo e Bauru), ao longo dos anos de 2009 a 2016. Para o cálculo do ICH, foram utilizados dados mensais de temperatura do ar e umidade relativa coletados dos bancos de dados de estações da CETESB em ambas as cidades. Uma diferença no comportamento deste índice ao longo do ano foi observada, tendo Bauru apresentado maiores tendências ao desconforto térmico do que São Paulo, possivelmente pela influência de circulações locais, topografia e proximidade com áreas oceânicas, diferentes para as duas cidades. Palavras-chave: Bauru, índice de conforto térmico humano, São Paulo Os autores deste trabalho são os únicos responsáveis por seu conteúdo e são os detentores dos direitos autorais e de reprodução. Este trabalho não reflete necessariamente o posicionamento oficial da Sociedade Brasileira de Biometeorologia (SBBiomet). The authors of this paper are solely responsible for its content and are the owners of its copyright. This paper does not necessarily reflect the official position of the Brazilian Society of Biometeorology (SBBiomet). DOI: 10.6084/m9.figshare.5181310 VII Brazilian Congress of Biometeorology, Ambience, Behaviour and Animal Welfare 1

Introdução À medida que crescem as discussões da potencial influência do aquecimento global nas mudanças climáticas, é natural surgir o interesse por estudos que relacionam as variáveis atmosféricas e o bem-estar do ser humano. O crescimento dos grandes centros urbanos, como a cidade de São Paulo, é uma importante componente para tal aquecimento, uma vez que facilita o acúmulo de poluentes e gases estufa na atmosfera e contribui para o desenvolvimento das ilhas de calor urbanas (Coelho, 2007). Tendo em mente a relação direta que existe entre o homem e o meio que o cerca e devido às constatações do aumento de mortes por conta do calor opressivo e de ondas de calor em áreas urbanas (Azevedo, 2010), tornou-se evidente a preocupação com a sensação sentida pelo homem referente às condições atmosféricas vigentes, o conforto ou desconforto térmico. Devido ao evidente crescimento urbano nas principais cidades brasileiras, como o caso da cidade São Paulo, muitos grupos no Brasil têm estudado as características de conforto térmico nessas regiões, com o intuito de compreender as relações existentes entre as consequências da urbanização (mudança na cobertura do solo, fontes de poluentes, formação de ilhas de calor) e o impacto na saúde da população local. Entre as localidades com maior frequência deste tipo de estudo no estado de São Paulo, destaca-se a capital paulista e as cidades que compreendem sua região metropolitana. Entretanto, em cidades do interior do estado, poucos trabalhos abordam este tema, de modo que, para a cidade de Bauru, estudos referentes ao conforto térmico em espaços de passagem (corredores urbanos, rodovias, avenidas, ruas) (Amaral & Fontes, 2012) e em espaços públicos de permanência arborizados (Brusantin & Fontes, 2011) já foram realizados, mesmo que em poucos números. O conceito de conforto térmico, segundo Bogo et al. (1994) relaciona a resposta por parte do homem às condições do ambiente no qual o mesmo se insere, de modo a mensurar o quão sensível é o homem em relação às variáveis meteorológicas. Sendo assim, leva-se em conta características fisiológicas, psicológicas e meteorológicas para a realização deste tipo de estudo. Para quantificar essa relação de causa e feito, são desenvolvidos índices que representam o fenômeno através de valores numéricos, como fez, por exemplo, Villas Boas (1983), agrupando-os como biometeorológicos, diferenciando-os em índices fisiológicos e meteorológicos. As cidades de São Paulo e de Bauru se assemelham por apresentarem verões associados às altas temperaturas e altos índices pluviométricos, assim como invernos associados às temperaturas mais baixas e tempo seco. Porém, as duas cidades diferem quanto aos sistemas meteorológicos e circulações locais sobre elas atuantes: São Paulo (23 32 S e 46 38 W a 745 metros acima do nível do mar), situada mais a leste do estado, sofre influência de sistemas meteorológicos (frentes frias, Complexos Convectivos de Meso-escala e Zona de Convergência do Atlântico Sul), de circulações locais (brisa marítima/terrestre) e ilhas de calor (Coelho, 2007); Bauru (22 21 S e 49 01 W a 630 metros acima do nível do mar), localizada na porção central do estado de São Paulo, caracteriza-se pela ocorrência de temperaturas altas (acima de 30 C) nos meses de inverno, consequência da configuração de bloqueio atmosférico causado por massas de ar quente e pela entrada de frentes frias na região Sudeste, podendo se estender por diversos dias, mantendo condições de dias ensolarados, sem precipitação e com baixa umidade relativa do ar (Emídio, 2016), além de amplitude térmica bastante acentuada (Figueiredo & Paz, 2010) devido ao distanciamento de áreas oceânicas (menor influência da maritimidade sobre a cidade); enquanto que, nos meses de verão, há aumento tanto na temperatura como na umidade relativa do ar e precipitação (Emídio, 2016). Considerando o exposto, o objetivo deste trabalho foi avaliar o Índice de Conforto Térmico Humano (ICH) (Anderson, 1965) da cidade de São Paulo e da cidade de Bauru, classificando-os em graus de conforto térmico (Santos & Melo, 2011) e comparando-os, de modo a verificar a diferença no conforto térmico humano entre as duas cidades e relacioná-la com a influência de sistemas meteorológicos, circulações locais e fatores climáticos atuantes sobre as duas cidades. Materiais e Métodos Para a realização deste trabalho, foram selecionadas as cidades de São Paulo e Bauru, no estado de São Paulo, que apresentam comportamento climatológico de temperatura do ar e precipitação semelhante. O índice de conforto térmico humano ou Índice de Conforto Humano (ICH) foi calculado com base na equação1, descrita por Anderson (1965) e citada por Rosenberg et al. (1983), a qual leva em consideração as variáveis meteorológicas temperatura do ar e umidade relativa, importantes para o estudo do conforto térmico humano: VII Brazilian Congress of Biometeorology, Ambience, Behaviour and Animal Welfare 2

ICH = Ta + (ea 10) (1) Onde, Ta refere-se à temperatura do ar em graus Celsius e ea refere-se à pressão de vapor que, por sua vez, foi obtida pela equação 2: ea = (2) Para qual, es refere-se à pressão de vapor do ar saturado, obtida através da equação 3, de Tetens (1973): es = 6,10 (3) Os dados obtidos para análise do índice de conforto térmico humano foram coletados do banco de dados das estações da Companhia Ambiental do Estado de São Paulo (CETESB) do Parque D. Pedro II, na cidade de São Paulo, e de Bauru, na cidade de Bauru. Foram utilizados dados mensais da temperatura do ar e da umidade relativa (UR), compreendidos no período entre janeiro de 2009 e dezembro de 2016. A classificação dos graus de conforto em função dos valores de ICH obtidos foi realizada conforme a tabela apresentada por Santos & Melo (2011). Tabela 1- Índices de Conforto Térmico Humano Graus de Umidade ( C) Graus de Conforto 20-29 Confortável 30-39 Graus de conforto variando 40-45 Desconforto suportável 46 ou mais Desconforto insuportável Resultados O Índice de Conforto Humano (ICH) foi obtido para as cidades de São Paulo e Bauru através da equação 1, utilizando-se os dados de temperatura do ar e umidade relativa no período de 2009 a 2016. A partir dos resultados, foram calculadas as médias mensais do ICH para as duas cidades e os gráficos são apresentados na figura 2. Figura 1: Comparação entre a série temporal do Índice de Conforto Humano (ICH) entre as cidades de São Paulo (linha azul) e Bauru (linha vermelha), no período de janeiro de 2009 a dezembro de 2016. VII Brazilian Congress of Biometeorology, Ambience, Behaviour and Animal Welfare 3

Figura 2: Diferença (barras verdes) entre as médias mensais do Índice de Conforto Humano (ICH) para a cidade de São Paulo (barras azuis) e a cidade de Bauru (barras vermelhas). Com base na figura 1, é possível identificar o padrão de um ciclo anual referente ao Índice de Conforto Humano para as duas cidades em estudo, havendo registros máximos durante os meses mais quentes e registros mínimos durante os meses mais frios. Este comportamento deve-se ao fato de tanto a cidade de São Paulo como a cidade de Bauru apresentarem temperaturas e umidade relativa mais elevadas nos meses mais quentes (estação quente e chuvosa), ao passo que ambas as cidades apresentam temperaturas menos elevadas e umidade relativa baixa nos meses mais frios (estação fria e seca) (Coelho, 2007; Figueiredo & Paz, 2010). Isso se justifica devido a temperatura do ar e a umidade relativa serem variáveis utilizadas nos cálculos das equações 1 e 3, de modo que maiores valores dessas variáveis registrados nos meses de verão resultam em maiores valores de ICH, ocorrendo, assim, menores valores de ICH nos meses de inverno. A região preenchida (faixa azul) indica o intervalo de graus de umidade ( C) (20-29 C) que caracteriza conforto térmico. Embora exista este comportamento climatológico sazonal semelhante, nota-se que, na figura 1, a curva de Bauru (linha vermelha) comporta-se predominantemente acima da curva de São Paulo, registrando ICHs mais elevados ao longo da série temporal. Nota-se, através da figura 2, que a cidade de São Paulo apresenta apenas quatro meses (dezembro, janeiro, fevereiro e março) que contabilizam ICH referente a grau de conforto variando (30-39 C) (Santos & Melo, 2011), mostrado pela área sombreada (faixa vermelha) no gráfico da figura 2, ao passo que Bauru apresenta sete meses com grau de conforto variando (outubro, novembro, dezembro janeiro, fevereiro, março e abril). Sabendo da influência da temperatura do ar e da umidade relativa no cálculo do ICH (Equação 1) e que, segundo dados coletados das estações da CETESB, Bauru apresenta médias mensais de temperatura do ar superiores e de umidade relativa inferiores às de São Paulo, pode-se inferir que, nesse contexto comparativo entre as duas cidades, a temperatura do ar predominou no cálculo do ICH em relação à umidade relativa, uma vez que o ICH de Bauru é superior ao de São Paulo ao longo de todo o ano. A diferença entre os registros de ICH entre a cidade de Bauru e a cidade de São Paulo é também expressa, de forma gráfica, pela figura 2. Nota-se, por meio desta, que o ICH médio mensal de Bauru é, ao longo da série temporal, sempre maior que o de São Paulo, resultando numa diferença positiva (barra verde). Isso corrobora a ideia de que a cidade de Bauru atinge, com maior frequência, Índices de Conforto Humano mais elevados que a cidade de São Paulo em todos os meses do ano. Os resultados gerados por este estudo vão de encontro com as características meteorológicas locais de cada uma das cidades analisadas. As particularidades da cidade de São Paulo, como sua topografia e sua localização relativamente próxima de regiões oceânicas, contribuem para o desenvolvimento de circulações locais que, por sua vez, influenciam no comportamento de variáveis meteorológicas, como temperatura e umidade relativa. Segundo Coelho (2007), a diferença de aquecimento entre a superfície terrestre e a superfície oceânica gera a circulação de brisas, sendo estas, um dos exemplos de circulações locais na cidade de São Paulo e uma possível fonte de umidade para a capital paulista quando o fenômeno ocorre no sentido do mar para o continente (brisa marítima). Além de aumentar a umidade relativa local, a maior concentração de água na atmosfera reduz a amplitude térmica da região, devido à capacidade calorífica da água (calor específico). Ainda de acordo com a autora, a cidade de São Paulo também sofre influência de fenômenos meteorológicos de escalas maiores, como a passagem de frentes frias, que contribui para a diminuição da temperatura do ar e o aumento da umidade relativa, e a ocorrência da Zona de Convergência do Atlântico Sul (ZCAS), fenômeno de grande importância para a configuração da estação chuvosa no verão. Por outro lado, a cidade de Bauru apresenta outras particularidades que, por VII Brazilian Congress of Biometeorology, Ambience, Behaviour and Animal Welfare 4

sua vez, moldam condições de tempo diferentes das de São Paulo. O fato de Bauru estar localizada numa região mais central do estado implica numa distância maior de regiões oceânicas, dificultando a circulação de brisas e, por consequência, a adição de umidade em sua atmosfera. Com a baixa influência da maritimidade, a amplitude térmica na cidade de Bauru é alta (Figueiredo & Paz, 2010), resultando em elevados picos de temperatura e umidade relativa mais baixa, contribuindo, assim, para sensações térmicas mais desconfortáveis, uma vez que, nesta localidade, há menor tolerância às temperaturas mais altas por parte da população (Amaral & Fontes, 2012). Além disso, Bauru registra temperaturas elevadas mesmo durante o inverno (Figueiredo & Paz, 2010) e não recebe frentes frias com a mesma frequência que São Paulo, sendo estes, outros possíveis fatores que diferem os ICHs das duas cidades estudadas. Conclusão Por mais que apresentem características climatológicas semelhantes referentes à temperatura e precipitação/umidade relativa, com verões associados à estação quente e chuvosa e invernos associados à estação fria e seca, as cidades de São Paulo e de Bauru mostraram diferenças no que diz respeito aos seus respectivos Índices de Conforto Térmico Humano (ICH). Estas diferenças são explicadas devido às características locais de cada uma destas cidades, como topografia, proximidade com áreas oceânicas, circulações locais e diferentes sistemas meteorológicos que as atingem. Desta forma, a cidade de São Paulo registrou, com maior frequência, meses nos quais o grau de conforto foi classificado como confortável, ao passo que a cidade Bauru registrou, com maior frequência, meses nos quais o grau de conforto foi classificado como variando (classificação transitória entre ICH confortável e ICH com desconforto suportável), indicando que Bauru é termicamente menos confortável do que a cidade de São Paulo. Referências Amaral CC, Fontes MSGC (2012) Conforto Térmico em Corredores Urbanos: Estudo de Caso em Bauru-SP. In: Congresso Pluris (Planejamento Urbano Regional Integrado e Sustentável). Anais... Distrito Federal. 1CD. Azevedo JMF (2010) A influência das variáveis ambientais (meteorológicas e de qualidade do ar) na morbidade respiratória e cardiovascular na Área Metropolitana do Porto. 145 f. Tese (Doutorado) - Instituto de Astronomia Geofísica e Ciências Atmosféricas, Universidade de são Paulo, São Paulo. Bogo A, Pietrobon CE et al (1994) Biometeorologia aplicada ao projeto de edificações visando o conforto térmico Brusantin G, Fontes MSGC (2011) Limites de conforto térmico em um espaço público de permanência arborizado. Anais do XI Encontro Nacional de Conforto no Ambiente e VII Encontro Latino-Americano sobre conforto no Ambiente Construído. Universidade Federal do Rio de Janeiro, Rio de Janeiro. Coelho MSZS (2007) Uma análise estatística com vistas a previsibilidade de internações por doenças respiratórios em função de condições meteorotrópicas na cidade de São Paulo. 195 f. Tese (Doutorado) Instituto de Astronomia Geofísica e Ciências Atmosféricas, Universidade de são Paulo, São Paulo. Emídio ZPO (2016) Estações do ano. Centro de Meteorologia de Bauru (IPMet). Disponível em: http://www.ipmet.unesp.br/4estacoes/. Acessado em: 22/06/2017. Figueiredo JC, Paz RS (2010) Nova classificação climática e o aspecto climatológico da cidade de Bauru/São Paulo. In: Congresso Brasileiro de Meteorologia, 16. Belém. Rosenberg NJ, Bland BL, Verma SB (1983) Microclimate: the biological environment. New York: John Wiley & Sons. 467p. Santos, WRT, Melo MLD (2010) Índices de Conforto e Desconforto Térmico Humano segundo os Cenários Climáticos Do IPCC. In: Congresso Brasileiro de Meteorologia, 16. Belém. Villas Boas M (1983) Índices de Conforto Térmico. In: Curso de especialização, por tutoria à distância: Controle do ambiente em Arquitetura. Módulo 7 Brasília, CAPES. VII Brazilian Congress of Biometeorology, Ambience, Behaviour and Animal Welfare 5