análise do índice de sensação térmica para a cidade de rio do sul/sc

ANÁLISE DO ÍNDICE DE SENSAÇÃO TÉRMICA PARA A CIDADE DE RIO DO
SUL/SC
Jaqueline Sardo1, Joabe Weber Pitz1, Willian Tiago Hillesheim2, Isaac Weber Pitz2,
Leonardo de Oliveira Neves3.
1
Graduandos em Engenharia Agronômica do Instituto Federal Catarinense –
Campus Rio do Sul e Bolsistas PET Agroecologia – Campus Rio do Sul
([email protected])
2
Graduandos em Engenharia Agronômica do Instituto Federal Catarinense –
e bolsistas do IFC - Campus Rio do Sul
3
Meteorologista, Professor Instituto Federal Catarinense – Campus Rio do Sul.
Recebido em: 30/09/2013 – Aprovado em: 08/11/2013 – Publicado em: 01/12/2013
RESUMO
Os seres humanos necessitam manter constante a temperatura interna de seu
corpo, para que assim possam realizar suas funções fisiológicas. Desta forma, o
clima possui grande influência sobre o homem, pois desempenha importante papel
na dinâmica climática através de suas atividades diárias. Assim, é necessário
características climáticas adequadas para desempenhar suas atividades de rotina e
com conforto. Diante disto, o presente trabalho teve por objetivo analisar as variáveis
microclimáticas da cidade de Rio do Sul durante o período de janeiro de 2012 a
dezembro de 2012, através de índices de confortos térmicos, demonstrando qual a
sensação térmica para os habitantes desta região durante este período. Os dados
de temperatura e umidade relativa foram obtidas através de estação automática,
localizada no Instituto Federal Catarinense – Campus Rio do Sul. De acordo com os
índices de sensação térmica deste estudo, pode-se concluir que o índice de conforto
térmico segundo a NOAA que o nível de alerta em raros casos chega próximo ao
nível de cautela. Quanto ao índice de temperatura e umidade (ITU), apresenta que a
cidade de Rio do Sul, encontra-se em nível confortável para a população.
PALAVRAS CHAVE: conforto térmico; Rio do Sul; índice de temperatura e umidade.
ANALYSIS OF THE CONTENTS OF THERMAL SENSATION TO THE CITY OF RIO
DO SUL – SC
ABSTRACT
Humans need to maintain a constant internal temperature of your body, to they can
carry out their physiological functions. Thus, the climate has a great influence on the
man, because it plays an important role in climate dynamics through their daily
activities. Thus it is necessary suitable climatic characteristics to perform their routine
activities and professional and comfort. Hence, the present study aimed to analyze
the variables microclimate of the city of Rio do Sul during from January 2012 to
Dezember 2013, through index of thermal comfort, showing that the thermal
sensation for the inhabitants of this region during this period. The informations about
temperature and relative humidity were obtained through automatic station, located at
ENCICLOPÉDIA BIOSFERA, Centro Científico Conhecer - Goiânia, v.9, n.17; p. 154
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the Federal Institute of Santa Catarina - Campus Rio do Sul. According to the indices
of thermal sensation of this study, it can be concluded that the index of thermal
comfort, according to the NOAA, shows alert level in rare cases arrives to next level
of caution. In relation to temperature and humidity index (THI), shows that the city of
Rio do Sul, has a comfortable level for the population.
KEYWORDS: thermal comfort; Rio do Sul; temperature and humidity index.
INTRODUÇÃO
A sensação térmica em diferentes tipos de espaços pode ser influenciado por
vários parâmetros, como por exemplo, a vegetação, construções e fatores
climáticos. Sendo assim, essas variáveis podem apresentar características
indesejáveis, acarretando em temperaturas desfavoráveis, deixando os ambientes
inadequados para os seres humanos (CARFAN et al., 2010).
Atualmente, com o desenvolvimento populacional das cidades e também o
aumento imobiliário, aos poucos vem gerando efeitos negativos ao ambiente
caracterizando em mudanças climáticas, tornando cada vez de maior preocupação
os estudos do clima (GIRALT, 2006). Porem, segundo (AYOADE, 1991) o conforto
dos seres humanos é afetado principalmente pelo clima do que por qualquer outro
aspecto do meio ambiente.
A preocupação com o conforto térmico dos seres humanos tem se tornado
então de grande destaque, devido a preocupação com a qualidade de vida e saúde
das pessoas que habitam as cidades. Pois a influência do clima sobre o homem
pode interferir em suas atividades diárias e nas suas funcionalidades, acarretando
em sensações de estresse e desconforto. As chamadas “Ilhas de calor”, por
exemplo,
podem
acarretar
problemas
respiratórios.
Estas
aumentam
significativamente o índice de insolação, acarretando em desconforto térmico pela
população (NOBREGA e LEMOS, 2011).
Em regiões que possuem o predomínio de temperaturas altas na maioria do
ano, o sombreamento pode favorecer, tornando o local mais confortável e
proporcionando a sensação de temperaturas menores (CARFAN et al., 2010). Desta
forma, a vegetação vem desempenhando importante papel ambiental, devido o
efeito que tem de conseguir minimizar o clima.
Segundo NOBREGA e LEMOS (2011) o conforto térmico possui interação de
fatores pessoal como, por exemplo, o metabolismo e fatores ambientais que estão
relacionados com a temperatura, e a umidade. Assim, é de extrema importância que
exista a harmonia entre o meio ambiente e o organismo humano, para que haja a
manutenção corporal sem precisar ativar mecanismos termo-reguladores (Instituto
de Astronomia IAG-USP, 2010).
Nesta perspectiva, o desempenho dos seres humanos em qualquer atividade
é otimizado, quando o ambiente proporciona condições agradáveis e de conforto.
Além disso, o corpo humano pode reagir diferentemente às variações de
temperatura (COSTA, et al., 2010).
Diante da importância do conforto térmico para o bem-estar das pessoas, este
trabalho teve por objetivo analisar as variáveis microclimáticas, no período de
Janeiro de 2012 a Dezembro de 2012, totalizando o período de um ano, através de
índices de conforto térmicos, índice de temperatura e umidade, caracterizando a
sensação térmica dos habitantes da cidade de Rio do Sul – SC.
MATERIAL E MÉTODOS
A pesquisa foi desenvolvida no município de Rio do Sul, Estado de Santa
ENCICLOPÉDIA BIOSFERA, Centro Científico Conhecer - Goiânia, v.9, n.17; p. 155
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Catarina, localizado na região do Alto Vale do Itajaí, tendo a classificação climática
por Köppen como Cfa (clima temperado úmido com verão quente) com uma
população total de 61.198 habitantes (IBGE, 2010). Os dados de temperatura e
umidade do ar foram obtidos através de estação automática experimental do Instituto
Federal Catarinense – Campus Rio do Sul (Figura 1) que está situada a 27º12’S;
49º24’W com altitude de 690m.
FIGURA 1. Estação Meteorológica
do
Instituto
Federal
Catarinense – Rio do
Sul – SC
A tabulação dos dados e as análises foram realizadas com o auxílio do
software Microsoft Excel 2010. Por meio de um conjunto de médias diárias de
temperatura e umidade relativa do ar, é possível se determinar os índices de calor e
o índice de temperatura e umidade, estimando o comportamento da sensação
térmica da população de Rio do Sul no período de Janeiro de 2012 a Dezembro de
2012, totalizando o período de um ano.
Através da equação (1) pode-se determinar o Índice de Calor (IC), no qual
relaciona a temperatura (T) e umidade relativa do ar (UR) para a estimativa da
sensação térmica que realmente sentimos.
IC = -42,379 + 2,04901523.T + 10,14333127.UR -0,22475541.T.UR -6,83783.10-3 .T2
- 5,481717x10-2.UR2 + 1,22874.10-3.T2.UR + 8,5282.10-4 .T.UR2-1,99.10-6.T2. UR2
(1)
Em que:
IC = Índice de Calor dado em oF;
UR = Umidade Relativa do ar, fornecida em %;
T = Temperatura média diária, sendo a temperatura do bulbo seco em oF.
ENCICLOPÉDIA BIOSFERA, Centro Científico Conhecer - Goiânia, v.9, n.17; p. 156
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Em seguida, os resultados do Índice de Calor, foram comparados com a
Tabela (1) que fornece os níveis de alerta e as consequências que a sensação
térmica proporciona aos seres humanos.
TABELA 01 – Níveis de alerta e consequências a saúde humana. Adaptado de
National Weather Service Eather Forecast Office, NOAA.
Nível de Alerta
Índice de Calor
Síndrome de Calor (Sintomas)
o
Perigo extremo
54 C ou mais
Insolação ou ação e risco de Acidente
Vascular Cerebral (AVC) iminente.
Perigo
41,1o – 54o C
Cãimbras,
insolação
e
provável
esgotamento. Possibilidade de dano
cerebral
(AVC)
para
exposições
prolongadas com atividades físicas.
Cautela extrema
32,1o – 32o C
Possibilidade de cãimbras, esgotamento
e insolação para exposições prolongadas
e atividade física.
o
o
Cautela
27,1 – 32 C
Possível fadiga em casos de exposição
prolongada e atividade física.
o
Não há alerta
Menor que 27 C Não há problemas.
Para a determinação do Índice de Temperatura e Umidade (ITU), utilizou-se a
equação (2), que é empregada para se determinar o stress em ambientes urbanos:
(2)
Onde:
ITU = Índice de Temperatura e Umidade;
Tar = Temperatura do ar em graus Celsius;
U = Umidade Relativa do ar em %.
Através dos resultados do Índice de Temperatura e umidade (ITU), é possível
se ter critérios de classificação do ITU, conforme a Tabela (2):
TABELA 02 – Níveis de temperatura e umidade (ITU). Adaptado de NOBREGA e
LEMOS (2011).
Nível de Conforto
Confortável
Levemente desconfortável
Extremamente desconfortável
ITU
21 < ITU < 24
24 < ITU < 26
ITU > 26
ENCICLOPÉDIA BIOSFERA, Centro Científico Conhecer - Goiânia, v.9, n.17; p. 157
2013
RESULTADOS E DISCUSSÃO
O índice de calor cresce conforme a sua temperatura e umidade relativa.
Através da Tabela 03 é possível observar a variação da temperatura e umidade do ar
no período experimental de janeiro de 2012 a dezembro de 2012. Os valores de
temperatura variaram entre as média de 12,36 oC a 22,39 oC. Já a umidade relativa
apresentou média mínima de 77,64% e máxima de 93,02%. Estas condições são de
fundamental importância, pois em condições de elevada umidade relativa do ar pode
ser prejudicial ao ambiente acarretando desconforto aos seres humanos. COSTA et
al., (2010), destacam que em situações em que a temperatura encontra-se em torno
de 26,0ºC e umidade do ar entre 65,0% e 68,0%, é possível se verificar situações
de desconforto.
TABELA 03. Médias mensais de temperatura do ar (T oC) e umidade relativa do ar
(%) resultantes das medições diárias do período experimental para Rio
do Sul.
Desvio
Desvio
T C
UR %
Padrão
Padrão
JAN
19,52
1,63
88,18
5,60
FEV
22,39
1,98
86,11
6,67
MAR
21,26
2,86
77,64
10,14
ABR
17,85
2,86
87,39
8,60
MAI
15,30
2,14
89,66
5,57
JUN
13,59
2,90
93,02
5,98
JUL
12,36
3,21
89,43
8,34
AGO
16,41
2,17
84,15
5,97
SET
16,78
2,27
81,90
6,51
OUT
17,64
2,45
88,78
8,48
NOV
18,78
1,85
86,92
5,80
DEZ
21,70
1,91
88,57
6,01
A Figura 02 apresenta a relação da variação entre a umidade relativa do ar
com a temperatura do ar durante o período de estudo. Na qual, durante o verão
apresenta valores superiores de temperatura e valores inferiores de umidade
relativa, já no período de inverno esses valores se invertem. Desta forma, pode-se
observar que a temperatura do ar e a umidade relativa apresentam relações opostas
com temperaturas elevadas no verão e temperaturas amenas no inverno. Porém, de
acordo com NEVES et al., (2012) mesmo que a relação de umidade e temperatura
apresentem cursos inversos, podem existir situações de temperatura elevada em
determinados ocasiões do dia.
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FIGURA 02. Variação da temperatura do ar e umidade relativa para o período
experimental.
Segundo BOODE (2009) a umidade muitas vezes faz com que a temperatura
aparente estar mais quente do que a realidade. Através do IC, é possivel observar a
sensação térmica que realmente sentimos em diferentes temperaturas e umidades
relativas.
Através da tabela 04, observa-se que a cidade de Rio do Sul, apresenta
condições climaticas que permitem o pleno funcionamento de seus habitantes em
suas atividades diarias. Pois, segundo a NOAA., (2010) , situações em que o IC
aproxima-se de 27 oC apresenta-se em nivel de alerta para a população, nestes
determinados periodos. Além disso, quanto maior o IC, maiores são os riscos a
saúde, podendo apresentar desconfortos, insolações, dificuldades em desenvolver
atividades fisicas e possiveis dano cerebral (AVC).
A cidade de Rio do Sul, apresentou o máximo de IC médio de 7,35 oC no
mês de setembro, e o menor de 4,48 oC em junho, se demonstrando fora do nível de
alerta. COSTA et al., (2010), ao verificar o Índice de Temperatura Efetiva em
diferentes horários para o Parque Itaimbé, na cidade de Santa Maria/ RS concluiu
que este apresenta níveis de oscilações diárias, onde conforme surge o aumento da
temperatura os setores do parque se caracterizam com maior desconforto. JUNIOR
et al., (2009) verificou que a cidade de Belém/PA apresenta-se em cautela extrema
durante o dia, e que a cidade apresenta-se confortável apenas durante o período
noturno. Estas diferenças encontradas podem ser atribuídas devido as
peculiaridades climáticas local.
TABELA 04. Índice de Calor (IC) mensal para o período experimental. * Desvio
Padrão.
JAN
FEV
MAR
ABR
MAI
JUN
JUL
AGO
SET
OUT
NOV
DEZ
IC
( C)
4,82
7,32
8,11
5,18
5,42
4,48
6,40
6,73
7,35
4,58
5,15
6,13
D.P*
1,93
3,30
3,11
3,62
3,85
3,54
2,80
1,82
2,33
3,30
2,01
3,22
ENCICLOPÉDIA BIOSFERA, Centro Científico Conhecer - Goiânia, v.9, n.17; p. 159
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Quanto ao que se refere ao ITU, valores inferiores a 24, apresentam que o
local seja considerado confortável. Nesta perspectiva, o ITU para a cidade de Rio do
Sul não chegou a alcancar niveis iguais ou superiores a 24. Através da Tabela 05,
entre os dados encontrados, a maior média de ITU foi no mês de fevereiro, com o
valor de 21,74, e respectivamente 21,19 para dezembro e 19,06 em janeiro, que são
os meses de maior calor do ano, estando proximos do nivel de cautela.
TABELA 05. Índice de Temperatura e Umidade (ITU) mensal encontrado para o
período experimental.
ITU
D.P
JAN
FEV
MAR
ABR
MAI
JUN
JUL
AGO
SET
OUT
NOV
DEZ
19,1
21,7
20,3
17,4
15,0
13,4
12,1
15,9
16,2
17,2
18,3
21,2
1,59
1,67
2,48
2,68
2,13
2,83
3,09
2,01
2,11
2,37
1,81
1,66
Além disso, é importante destacar que a análise do conforto térmico possui
direta relação com demais fatores além dos climáticos, nos quais as condições
fisiológicas podem aumentar ainda mais os níveis de desconforto, se tornando mais
elevados do que os estimados através dos cálculos de IC (NOBREGA et al, 2011).
CONCLUSÃO
Os resultados obtidos através dos cálculos e observações das tabelas
propostas mostram que este método é uma ferramenta de grande importância para a
estimativa da sensação térmica. Partindo-se dos dados coletados pela estação
automática do Instituto Federal Catarinense – Campus Rio do Sul, foi possível
estimar o padrão da sensação térmica sentida pelos habitantes de Rio do Sul, que
está correlacionada com o ambiente climático da cidade. Neste estudo, a cidade de
Rio do Sul se caracterizou com índices de calor inferiores ao nível de cautela, e os
índices de temperatura e umidade apresentaram que a cidade é caracterizada como
confortável para seus habitantes, não acarretando problemas de saúde devido a
seus fatores climáticos.
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