Avaliação do conforto térmico em Natal/RN por técnicas de

Avaliação do conforto térmico em Natal/RN por técnicas de geoprocessamento:
Um estudo de caso
Adalfran Herbert de Melo Silveira1, Nivaldo Patrício da Costa Junior2,
Fernando Moreira da Silva3
1,2
Graduando em geografia – Iniciação Científica - UFRN – Rio Grande do Norte - Brasil
[email protected]
3
Departamento de geografia – UFRN
RESUMO: A cidade de Natal está em constante e desordenado crescimento urbano, onde o
ritmo e a magnitude no processo de transferência de calor são profundamente alterados e
diferenciados do seu entorno. Desta forma o objetivo do artigo é mapear o conforto térmico na
cidade de Natal/RN. Os dados espectrais foram coletados junto ao Instituto Nacional de
Pesquisas Espacias/INPE em agosto de 2001. Fez-se uso do método termodinâmico de
Tom(1959), denominado Índice de Temperatura e Umidade (ITU) subsidiado por técnicas de
sensoriamento remoto, espectro infravermelho.
Resultados preliminares mostraram que a
sensação de grande desconforto foi predominante no dia da análise, entre 29,4°C a 34,9°C,
enquanto a ocorrência da condição de máximo desconforto (35,0°C a 37,7°C) apresenta-se
como relativamente insignificante em pontos distintos da cidade.
PALAVRAS-CHAVE: Conforto térmico, Índice de Conforto Térmico, Sensoriamento Remoto
ABSTRACT: The city of Natal is in constant and disordered urban growth, where the rhythm
and the importance in the process of heat transference deeply are modified and differentiated of
area. In such a way the objective of the paper is to map the thermal comfort in the city of
Natal/RN. The spectral data had been collected into Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais
/INPE in August of 2001. Use of the thermodynamic method of Tom(1959), called humidity
and Temperature Index (UTI) subsidized by techniques of remote sensing, specter infra-red ray.
Preliminary results had shown that the sensation of great discomfort was predominant in the day
of the analysis, between 29,4°C 34,9°C, while the occurrence of the condition of maximum
discomfort (35,0°C 37,7°C) is presented as relatively insignificant in distinct points of the city.
ABSTRACT: Thermal comfort, Thermal Comfort Index, Remote Sensing
1. INTRODUÇÃO
A ocupação do solo urbano, na maioria das vezes desordenada, vem causando nas cidades
alterações climáticas expressivas, inviabilizando o atendimento às exigências humanas em
termos higrotérmicos, olfativos e respiratórios. Isso se deve porque as construções alteram a
rugosidade da superfície do solo, mudando as suas características de relevo e de permeabilidade
reduzindo a sua cobertura vegetal provocando redirecionamentos e variações na velocidade do
vento local, privilegiando algumas áreas e prejudicando outras.
A integração de conceitos de sensoriamento remoto termal associados à técnicas de modelagem
digital de terrenos tem sido utilizada visando a compreensão do contexto de paisagem na qual a
cidade encontra-se inserida (Teza & Baptista, 2005).
A partir da análise e interpretação de imagens de sensores remotos, os conceitos geográficos de
lugar, localização, interação homem/meio, região e movimento (dinâmica) podem ser
articulados. As imagens caracterizam-se como um recurso que permite determinar
configurações que vão da visão do planeta terra, a de um Estado, região ou localidade
(Florenzano, 2002).
A temperatura da superfície, além de ser uma componente importante no balanço de energia à
superfície, modula a temperatura do ar nas camadas mais baixas da atmosfera urbana, ajuda na
determinação do clima interno de edificações e exerce influência nas trocas de energia que
afetam o conforto dos moradores de cidades.
A cidade de Natal está em constante e desordenado crescimento urbano, onde o ritmo e a
magnitude no processo de transferência de calor são profundamente alterados e diferenciados do
seu entorno. Várias são as interferências no sitio urbano que alteram o balanço radiativo e
energético da cidade e acabam por gerar ambientes climáticos inconvenientes ao desempenho
das funções urbanas.
2. OBJETIVO
Neste contexto, o objetivo da pesquisa é avaliar o conforto térmico na cidade de Natal/RN pelo
método termodinâmico de Tom (1959), denominado Índice de Temperatura e Umidade (ITU),
através das técnicas de sensoriamento remoto, espectro infravermelho, com o intuito de
subsidiar o mapeamento térmico da cidade.
3. MATERIAL E MÉTODOS
A cidade de Natal localiza-se no estado do Rio Grande do Norte/Brasil, com geocentro
demarcado pela latitude de 05° 47’ 42” Sul e longitude de 35° 12' 32"Oeste.
Segundo a classificação climática de Köppen, o clima é do tipo AS, caracterizado como subúmido. Esta característica está associada ao aspecto de maritimidade com altos valores de
umidade do ar, acima de 80% e temperaturas médias anuais acima de 26,0ºC (Santos, 2010).
(Fig. 1)
Foram utilizadas imagens geradas pelo sensor ETM+ (Enhanced Thematic Mapper Plus), com
data de 04 de agosto de 2001, que se encontra a bordo do satélite americano Landsat 7.
Adquirida junto à DGI (Divisão de Geração de Imagens) do INPE (Instituto Nacional de
Pesquisas Espaciais). O processamento e a correlação dos dados foram feitas no software
IDRISI Andes, posteriormente a confecção da carta foi elaborada no SIG ArcGis versão 9.3.
O Índice de Temperatura e Umidade - ITU é um avaliador do conforto térmico baseado,
segundo Silva (2007, p.124), em condições de temperatura e umidade, com as trocas de calor
feitas por convecção livre. O índice de Thom (ITU) é dado pela equação abaixo:
ITU = T – 0.55 (1- UR) (T - 14)
Onde, “T” é a temperatura do ar (°C) e UR e a umidade relativa (%). Neste modelo, segundo
Thom (1959), os valores encontrados e a conexão com a interpretação nebulosa da sensação
térmica (Quadro 1). O modelo foi concebido para avaliação da sensação térmica em condições
de convecção livre, atmosfera em condições de calmaria.
(Quadro. 1)
4. RESULTADOS E DISCUSSÃO
A figura 2 mostra a sensação térmica para humanos, onde se pode observar valores de ITU
abaixo de 21,1°C (frio), indicam a presença de nuvens na região, respectivamente as sombras
dessas nuvens estão entre 21,1°C a 23,8°C (confortável). A carta mostra que a temperatura entre
23,9°C a 26,6°C (desconforto considerável), abrange os recursos hídricos, além do parque das
dunas – área de mata atlântica, a vegetação ribeirinha do rio Potengi, suas adjacências e alguns
espaços verdes abertos com vegetação arbustiva e gramíneas.
Nota-se que a classe de condição de grande desconforto no calor foi predominante no dia da
análise, entre 29,4°C a 34,9°C, enquanto a ocorrência da condição de máximo desconforto
(35,0°C a 37,7°C) apresenta-se relativamente insignificante em pontos distintos da
cidade.(Fig.2)
Valores de ITU acima de 26,6°C indicam que a maior parte das pessoas se sentirá com grande
desconforto térmico, apresentando áreas em que o desconforto tende a aumentar, pois ao longo
do litoral e em toda a cidade existem muitos prédios barrando o deslocamento horizontal do ar,
incluindo as brisas marítimas, dificultando a renovação do ar e suas trocas de calor.
Outro fator interessante é a frota de veículos que aumenta de forma geométrica, liberando cada
vez mais gases e retendo calor na atmosfera, podendo aumentar a sensação térmica de
desconforto. Atrelado a isso, existe uma ligação entre a estratificação social do espaço urbano e
as condições de conforto térmico dos habitantes. As classes com pouco poder aquisitivo
habitam lugares de maior desconforto climático, consequentemente são estas pessoas que
dispõem de menos meios de proteção às intempéries climáticas.
Na questão relacionada a saúde pública, Natal tem 803,739 habitantes (IBGE), e cresce a um
ritmo de 3,67% ao ano (IBGE). Hoje a cidade vive o fenômeno do “boom imobiliário”, e cresce
sem planejamento estratégico fazendo com que altere, constantemente, o clima dentro da cidade
aumentando a intensidade das doenças provocadas pelo calor, que varia de leves (exantema
cutâneo, síncope, cãibras) à graves (exaustão, lesões, choque térmico ou insolação).
Os problemas relacionados ao conforto térmico, ao desempenho e à saúde das pessoas, ao
consumo, à produção e à distribuição de energia para climatização, ao uso do espaço externo
pela população, entre outros, podem ser conduzidos à sua solução por meio de estudos e
propostas de planejadores e gestores urbanos.
5. CONCLUSÃO
As técnicas de sensoriamento remoto oferecem condições de avaliação e monitoramento nas
condições de conforto térmico, mesmo que a sensação térmica sofram variações decorrente da
distinção existente entre os indivíduos, que podem variar conforme a idade, gênero, tipo de
vestimenta, nível de atividade física, e pelas próprias variáveis climáticas.
As análises mostram que, em quase sua totalidade, a sensação é de grande desconforto,
apresentando temperaturas que variaram de 26,6ºC a 32,1ºC, com tendência a passar para uma
sensação de máximo desconforto devido a forma de ocupação do solo na cidade em epígrafe.
É relevante enfatizar que o índice de temperatura e umidade (ITU) é um avaliador do conforto
humano para o verão, baseado em condições de temperatura e umidade, entretanto por não
considerar a atuação dos ventos e a radiação solar, que são variáveis climáticas significativas na
sistematização do conforto térmico, não se mostra adequado na Cidade de Natal, uma vez que
tem-se a atuação dos ventos alísios e um saldo de radiação positivo ao longo do ano, tornando
os processos de trocas de calor mais complexos.
6. AGRADECIMENTOS
Ao REUNI pelo financiamento do projeto de Iniciação Cientifica.
7. REFERÊNCIAS
Florenzano. Teresa Gallotti., 2002. Imagens de satélite para estudos ambientais, Oficina de
textos, São Paulo, 97 páginas.
Santos, Aderson Stanrley Peixôto. 2010: O conforto térmico e a radiação solar: uma abordagem
metodológica para Natal/RN. 50 f. – Monografia (Bacharelado em Geografia) – Departamento
de Geografia, CCHLA, Universidade Federal do Rio Grande do Norte, Natal/RN, 2010.
Orientador: Prof. Dr. Fernando Moreira da Silva
Teza, C. T. V.; Baptista, G. M. de M. Identificação do fenômeno ilhas urbanas de calor por
meio de dados ASTER on demand 08 - Kinetic Temperature (III): metrópoles brasileiras. In:
SIMPÓSIO BRASILEIRO DE SENSORIAMENTO REMOTO, 12. (SBSR), 16-21 abr. 2005,
Goiânia. Anais... São José dos Campos: INPE, 2005, p. 3911-3918.
Figura 1: Localização da área em estudo.
Figura 2: Mapa do (des)conforto térmico na Cidade de Natal/RN no dia 04/08/2001.
FAIXA (ºc)
< 20
21,1 - 23,8
23,9 - 26,6
29,4 - 34,9
35,0 - 37,7
SENSAÇÃO
TÉRMICA
Frio
Confortável
Pouco Desconfortável
Grande Desconforto
Máximo Desconforto
Quadro 1: Interpretação nebulosa do ITU (adaptado de Costa e Silva, 2008, p.176-177)