UNIVERSIDADE ESTADUAL DE CAMPINAS FACULDADE DE ENGENHARIA CIVIL, ARQUITETURA E URBANISMO AVALIAO DO AMBIENTE TRMICO NOS ESPAOS URBANOS ABERTOS. ESTUDO DE CASO EM CAMPINAS, SP Claudia Cotrim Pezzuto Campinas, SP 2007 i UNIVERDIDADE ESTADUAL DE CAMPINAS FACULDADE DE ENGENHARIA CIVIL, ARQUITETURA E URBANISMO AVALIAO DO AMBIENTE TRMICO NOS ESPAOS URBANOS ABERTOS. ESTUDO DE CASO EM CAMPINAS, SP Claudia Cotrim Pezzuto Orientador: Profa. Dra. Lucila Chebel Labaki Co-orientador: Prof. Dr. Lauro Luiz Francisco Filho TesedeDoutoradoapresentada Comisso de ps-graduao da Faculdade deEngenhariaCivil,Arquiteturae UrbanismodaUniversidadeEstadualde Campinas,comopartedosrequisitospara obtenodottulodeDoutorem EngenhariaCivil,na reade concentrao Arquitetura e Construo. Campinas, SP 2007 ii FICHACATALOGRFICAELABORADAPELABIBLIOTECADAREADEENGENHARIAEARQUITETURA-BAE-UNICAMP P469a Pezzuto, Claudia Cotrim Avaliao do ambiente trmico nos espaos urbanos abertos. Estudo de caso em Campinas, SP/ Claudia Cotrim Pezzuto.--Campinas, SP: [s.n.], 2007. Orientadores: Lucila Chebel Labaki, Lauro Luiz Francisco Filho Tese (Doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Civil, Arquitetura e Urbanismo. 1. Conforto trmico.2. Espaos abertos.3. Espaos urbanos.4. Clima Campinas (SP).I. Labaki, Lucila Chebel.II. Francisco Filho, Lauro Luiz.III. Universidade Estadual de Campinas. Faculdade de Engenharia Civil, Arquitetura e Urbanismo.IV. Ttulo. Ttulo em Ingls: Evaluation of the thermal environment in the open urban spaces. The case of Campinas, Brazil Palavras-chave em Ingls: Open urban spaces, Thermal comfort rea de concentrao: Arquitetura e Construo Titulao: Doutora em Engenharia Civil Banca examinadora: Rosana Maria Caram de Assis, Rosely Ferreira dos Santos, Joo Roberto Gomes de Faria, Lea Cristina Lucas de Souza e Carolina Lotufo Bueno-Bartholomei Data da defesa: 31/07/2007 iii v DedicoestetrabalhoaosmeuspaisPezzutoeSelma,minha fonte de amor, sabedoria e perseverana, e ao meu sobrinho Pedro Gabriel, um anjo que passou e iluminou minha famlia. vi AGRADECIMENTOS Agradeo a Deus por estar presente em todos os momentos desta caminhada. De forma especial agradeo aos meus pais, pelo constante incentivo na minha carreiraprofissional,peloamorincondicionalaosfilhosededicaoafamlia.Aos meus irmos Pedro e Heloisa, pelo amor que nos une, e que nos ajuda a superar todos os obstculos, e a minha cunhada, pelo exemplo de fora em momentos difceis. professoraLucilaChebelLabaki,pelaorientaodestapesquisa,pela pacincia no ouvir e sabedoria no falar.Ao Professor Lauro Luiz Francisco Filho, co-orientador desta pesquisa, pelos seus questionamentos e pela contribuio na elaborao do banco dados. Agradeo a todos os meus familiares, pelo incentivo e constante carinho. Em especial ao meu av Clvis que sempre me cobriu de palavras carinhosas e sbias. AostcnicosdoLaboratriodeConfortoAmbiental,ObadiaseDaniel,pelo profissionalismo e constantes trocas de experincias e informaes. Aosalunosquemeajudaramaaplicarosquestionrios,eaospedestresda cidade pela ateno e pacincia em responder os mesmos. vii AoProf.JooFariapelasinmerascontribuiesepeladisponibilidadeem ajudar na elaborao do equipamento de medidas mveis. Ao Prof. Sidney Ragazzi pelas orientaes estatsticas. EmpresaEstatiJunior,napessoadoalunoRignaldoCarvalho,pela assessoria no desenvolvimento dos dados estatsticos. EMBRAPA por gentilmente disponibilizar a foto area da rea de estudo, e ao CEPAGRI, que forneceu os dados climticos da estao meteorolgica. todososfuncionriosdodepartamento,emespecial,PaulaeNomiapela constante disponibilidade no atendimento. Atodasaspessoasquegentilmentecederamsuasresidncias,comrciose escolas, para instalao dos equipamentos, nos perodos de medies. AUNICAMP,pelaconcessodabolsadeinstrutorgraduadoeapoio financeiro, e aoCNPQ pelo financiamento do projeto de pesquisa. Aos membros da Banca examinadora pelas contribuies fornecidas. A todas as minhas amigas e amigos pelo apoio, amizade e companheirismo em todos os momentos desta caminhada. Ao Pedro, meu companheiro e amigo, pelo apoio e constante incentivo na reta final desta pesquisa. E agradeo a todos os que, de uma forma ou de outra, impulsionaram-me nesta trajetria. viii RESUMO PEZZUTO, C. C. Avaliao do ambiente trmico nos espaos urbanos abertos. Estudo de casoemCampinas,SP.2007.182f.Tese(Doutorado)-FaculdadedeEngenhariaCivil, Arquitetura e Urbanismo da Universidade Estadual de Campinas, Campinas. Atualmente,nota-seumcrescenteinteressepblicopelaqualidadedosespaosurbanosnas cidades e isso, consequentemente, contribui para a qualidade de vida da populao.Assim, o conhecimentodosfatoresclimticosjuntamentecomascaractersticasdostio,taiscomo, morfologia,presenadevegetao,corposdgua,defundamentalimportnciaparaa elaboraodediretrizesurbansticasquevisemmelhorescondiesclimticasnascidades. Inseridonestecontexto,opresenteestudotemcomoobjetivogeralavaliarainflunciados diferentes usos do solo e o efeito climtico no ambiente urbano.A metodologia utilizada para estapesquisafoiacoletadedadoscommedidasmveisefixasdetemperaturadoare umidade. Outra vertente do estudo foi a aplicao de questionrios com os pedestres nos locais de coleta de dados, com o objetivo de avaliar a sensao de conforto trmico nestes espaos. ParaestudodecasofoiescolhidaumaregiocentraldacidadedeCampinasSP,Brasil, caracterizadaporgrandeconcentraodereaconstruda,adensamentopopulacionale complexidadedeusodosolo.Asanlisesenvolveramainter-relaoentreosparmetros climticoseaorganizaoespacialurbana.Paraauxiliarnasanlisesfoiutilizadoum programacomosuporteparagerarnovasinformaesapartirdoSistemadeInformao Geogrfica (SIG), atravs do processamento de informaes com expresso geogrfica.Como resultado das anlises foi possvel delimitar as Unidades Climticas Urbanas da rea de estudo atravsdocruzamentodosvaloresdosatributosclimticosmedidoscomascaractersticas associadasaospadresdeusodosolo.Verificou-se queousodosolo urbanointerferetanto natemperaturadoarcomonasensaotrmicadopedestredacidade,equepontos localizadosemregiesdeusodosolosemelhantesapresentaramvaloresestatisticamente iguais.Osresultadosobtidosdessapesquisapodemauxiliaroplanejamento,visandoa melhoria do ambiente urbano, em particular o conforto trmico. Palavras-chave: espaos urbanos abertos, conforto trmico urbano ix ABSTRACT PEZZUTO,C.C.Evaluationofthethermalenvironmentintheopenurbanspaces.The caseofCampinas,Brazil.2007.182f.Thesis(Doctoral)-FaculdadedeEngenhariaCivil, Arquitetura e Urbanismo da Universidade Estadual de Campinas, Campinas. Currently, the quality of urban spaces has been the subject of several studies which contribute to thequalityoflifeofthepopulation.Climaticfactors,aswellasothercharacteristicsofthose spacesaffectlocalpopulationdirectly,andareextremelyimportanttoelucidatetheneedof improvementsinclimaticconditionsincities.Thisworkevaluatestheinfluenceofurban morphology in climatic conditions of open urban spaces. Mobile and fixed measurements of air temperature and humidity were taken, and questionnaires were applied to pedestrians where the datawerecollectedtoevaluatethesensationofthermalcomfortintheseplaces.Thechosen areaforthiscasestudyisacentralregionofthecityofCampinas,intheStateofSoPaulo, Brazil,sinceitischaracterizedbygreatbuildingconcentration,populationdensityand complexityoflanduse.Theanalysesinvolvedtheinterrelationshipbetweentheclimatic parametersandurbanspaceorganization.NewinformationwasgeneratedbyGeographical InformationSystems(GIS),byprocessingtheinformationaboutsectorswithgeographical expression.As a result, it was possible to delimit the Urban Climatic Units of the area by relating the values of the measured climatic attributes to the characteristics associated to the patterns of landuse.Itwasverifiedthatlanduseinterferesnotonlyintheairtemperaturebutalsoin pedestriansthermalsensation.Besides,spotslocatedinareasofsimilarlandusepresented statisticallysimilarvalues.Theseresultsmayguideplanningandimprovementsinurban environments, especially those related to thermal comfort. Key words: open urban spaces, thermal comfort x SUMRIO LISTA DE FIGURAS .................................................................................................... xiii LISTA DE QUADROS................................................................................................. xvii LISTA DE TABELAS...................................................................................................xviii CAPTULO 1. INTRODUO.......................................................................................01 1.1 Hiptese...................................................................................................................03 1.2 Objetivos da pesquisa..............................................................................................03 1.3 Estrutura da tese......................................................................................................04 CAPTULO 2. REVISO BIBLIOGRFICA..................................................................05 2.1 O clima urbano ........................................................................................................05 2.1.1 Escala climtica....................................................................................................07 2.1.2 Urbanizao e impactos climticos.......................................................................11 2.1.3 Caractersticas da estrutura urbana que influenciam no clima .............................14 2.1.4 Mtodos e tcnicasutilizados para o estudo do clima urbano.............................21 2.3 Conforto Trmico em espaos urbanos abertos......................................................28 2.3.1 ndices de conforto trmico para espaos abertos................................................31 2.3.2 Estudos de Conforto trmico nos espaos abertos ..............................................33 xi CAPTULO 3. AMBIENTE URBANO DE ESTUDO: CAMPINAS, SP.......................... 37 3.1 Caractersticas gerais.............................................................................................. 37 3.2 Caractersticas climticas........................................................................................ 38 3.3 Caractersticas da rea de estudo........................................................................... 39 CAPTULO 4. METODOLOGIA.................................................................................... 45 4.1. Roteiro metodolgico para o levantamento de dados ............................................ 46 4.1.1 Etapa 1:Definio da rea de estudo ................................................................. 46 4.1.2 Etapa 2: :Elaborao de uma base cartogrfica................................................. 50 4.1.3 Fase 3: Eleio dos pontos para levantamento de dados, mtodos e tcnicas de instrumentao utilizadas ..................................................................................... 58 4.1.3.1 Medies fixas................................................................................................... 59 4.1.3.2 Instrumentao utilizada para as medies fixas.............................................. 65 4.1.3.3 Medies mveis............................................................................................... 66 4.1.3.4 Instrumentao utilizada para as medies mveis .......................................... 73 4.1.3.5 Avaliao do conforto trmico ........................................................................... 75 4.1.3.6 Instrumentao utilizada para avaliao do conforto trmico............................ 79 CAPTULO 5. ANLISE DO CAMPO TRMICO NA REA DE ESTUDO.................. 81 5.1. Tratamento dos dados dos pontos fixos e mveis ................................................. 82 5.1.1 Correo das medidas mveis............................................................................. 82 5.1.2 Avaliao dos dados obtidos nos pontos fixos..................................................... 89 5.2 Anlise da coleta de dados climticos..................................................................... 90 5.2.1 Perodo de inverno............................................................................................... 91 5.2.1.1 Condies climticas no perodo de julho a agosto de 2004............................. 91 5.2.1.2 Comparao dos dados do centro urbano com a estao meteorolgica......... 92 5.2.1.3 Anlise dos pontos fixos.................................................................................... 95 5.2.1.3.1 Anlise da temperatura do ar dos pontos fixos .............................................. 95 5.2.1.3.2 Anlise da umidade relativa do ar dos pontos fixos...................................... 100 5.2.1.4Anlise dos pontos mveis............................................................................. 101 5.2.1.5Discusso dos resultados do perodo de inverno........................................... 104 5.2.2Perodo de vero............................................................................................... 105 xii 5.2.2.1 Condies climticas no perodo de maro de 2005 .......................................105 5.2.2.2 Comparao dos dados do centro urbano com aestao meteorolgica.................................................................................................105 5.2.2.3 Anlise dos pontos fixos ..................................................................................110 5.2.2.3.1 Anlise da temperatura do ar dos pontos fixos.............................................110 5.2.2.3.2 Anlise da umidade relativa do ar dos pontos fixos......................................113 5.2.2.3.3Anlise dos pontos mveis ..........................................................................114 5.2.2.3.4Discusso dos resultados do perodo de vero...........................................116 5.3 Delimitao e anlise das Unidades Climticas Urbanas da rea de estudo ........116 CAPTULO6.ANLISEDASENSAOTRMICADOPEDESTRENAREADE ESTUDO .............................................................................................................127 6.1 Caractersticas gerais da amostra .........................................................................128 6.1.1Caractersticasgeraisdasvariveisrespostas:sensaotrmica,preferncia trmica e grau de satisfao. ..............................................................................135 6.2 Anlises das variveis ...........................................................................................139 6.2.1Anlisedoscruzamentosdasvariveispessoaiscomasvariveis:sensao trmica, preferncia trmica e grau de satisfao...............................................141 6.2.2Anlisedacorrelaoentreavarivelvotomdioestimadoeavarivelreposta sensao trmica ................................................................................................144 6.2.3 Anlise do intervalo de conforto..........................................................................146 6.2.3.1Intervalodeconfortoatravsdacombinaodavarivelsensaotrmicae temperatura de bulbo seco (C) ..........................................................................147 6.2.3.2Intervalodeconfortoatravsdacombinaodavarivelsensaotrmicae velocidade do ar (m/s).........................................................................................152 6.3 Anlise comparativa entre os 5 pontos de coleta de dados...................................158 CAPTULO 7: CONSIDERAES FINAIS................................................................165 7.1 Recomendaes para trabalhos futuros ................................................................168 REFERNCIAS BIBLIOGRFICAS ...........................................................................169 APNDICE ..................................................................................................................179 xiii LISTA DE FIGURAS Figura 2.1: Dependncia entre geometria urbana e metas de controle climtico.......... 26 Figura 3.1: Macrozonas do Municpio de Campinas ..................................................... 40 Figura 3.2: Detalhe da Macrozona 4 do Municpio de Campinas e respectivas reas de Planejamento (AP) e Unidades Territoriais Bsicas (UTB)................................... 41 Figura3.3:Macrozona4doMunicpiodeCampinasreade Urbanizao Prioritria (AUP).......................................................................... 41 Figura 3.4: Parque Portugal .......................................................................................... 43 Figura 3.5: Vista area da Av. Jos de Campo Souza.................................................. 43 Figura 4.1: Mapa base digital da rea de estudo .......................................................... 50 Figura 4.2: Foto area da rea de estudo..................................................................... 51 Figura 4.3: Mapa de Caracterizao da Verticalidade................................................... 52 Figura 4.4: Mapa de Permeabilidade Potencial do Solo................................................ 53 Figura 4.5: Mapa de Materiais Predominantes.............................................................. 54 Figura 4.6: Mapa de reas Verdes................................................................................ 55 Figura 4.7: Mapa de densidade populacional ............................................................... 56 Figura 4.8: Mapa de densidade Habitacional ................................................................ 57 Figura 4.9 Mapa de localizao dos pontos fixos rea de estudo.............................. 64 Figura4.10:Mapadelocalizaodospontosfixos,mveisetransectorea de estudo...................................................................................................... 72 xiv Figura 4.11: Tubo de PVC com revestimento................................................................74 Figura 4.12: Detalhe da ventilao mecnica................................................................74 Figura 4.13: Sensor de par termoeltrico tipo K ............................................................74 Figura 4.14: Tubo de PVC e termopar...........................................................................74 Figura 4.15: Equipamento acoplado no veculo.............................................................74 Figura 4.16: Veculo com sensor para medies...........................................................74 Figura 4.17: Mapa de localizao dos pontos de aplicao dos questionrios..............77 Figura5.1:Agrupamentosdospontosmveisefixosemfunodaproximidadeeda morfologia..............................................................................................................84 Figura5.2Comparaoentre atemperaturamvelcoletada e aestimada Ponto 5 29 de julho de 2005...............................................................................................88 Figura5.3:Comparaoentreatemperaturadoarnoponto5eponto7,perodode inverno de 2004.....................................................................................................89 Figura 5.4: Temperatura do ar em funo do tempo - Mdias horrias do perodo e 28 de julho a 9 de agosto de 2004. Pontos urbanos e Estao Meteorolgica..........94 Figura5.5:Umidaderelativaemfunodotempo-Mdiahorriadoperodoe28de julho a 9 de agosto de 2004. Pontos urbanos e Estao Meteorolgica...............95 Figura 5.6: Mapa de isolinhas: temperatura mnima do ar (perodo de inverno)............99 Figura 5.7 Mapa de isolinhas: temperatura mxima do ar (perodo de inverno)............99 Figura 5.8: Mapa de isolinhas: amplitude trmica (perodo de inverno) ........................99 Figura5.9:Relaoentreamdiadetemperaturadoareospontosdemedies mveis Perodo de 28, 29, 30 de julho e 02, 03 e 08 de agosto de 2004.........101 Figura5.10:Diferenastrmicasentreospontosdecoletademedidasmveis Perodo de 28, 29, 30 de julho e 02, 03 e 08 de agosto de 2004........................103 Figura5.11:Temperaturadoaremfunodotempo-Mdiashorriasdoperodode 01e 02, 04 a 10 de maro de 2005. Pontos urbanos e Estao Meteorolgica ..108 Figura 5.12: Umidade Relativa do ar em funo do tempo - Mdias horrias do perodode01,02,04a10demarode2005.Pontosurbanose Estao Meteorolgica.....................................................................................109 Figura 5.13: Mapa de isolinhas: temperatura mnima do ar (perodo de vero) ..........112 Figura 5.14: Mapa de isolinhas: temperatura mxima do ar (perodo de vero)..........112 xv Figura 5.15: Mapa de isolinhas: amplitude trmica (perodo de vero)....................... 112 Figura5.16:Relaoentreamdiadetemperaturadoareospontosdemedies mveis Perodo de 01 e 02, 04 a 10 de maro de 2004 ................................... 114 Figura5.17:Diferenastrmicasentreospontosdecoletademedidasmveis Perodo de 01 e 02, 04 a 10 de maro de 2004.................................................. 115 Figura5.18:Mapadediferenastrmicas:temperaturasmnimas (perododeinverno)............................................................................................................................ 119 Figura 5.19: Mapa temtico de ocorrncia de ilha de calor em funo da caracterizao da verticalidade................................................................................................... 119 Figura 5.20: Mapa temtico de ocorrncia de ilha de calor em funo das reas verdes............................................................................................................................ 120 Figura5.21:Mapatemticodeocorrnciadeilhadecaloremfunodosmateriais predominantes .................................................................................................... 120 Figura5.22:Mapatemticodeocorrnciadeilhadecaloremfunodadensidade populacional........................................................................................................ 121 Figura 5.23: Mapa temtico de ocorrncia de ilha de calor em funo da permeabilidade do solo ................................................................................................................ 121 Figura 5.24: Classificao das Unidades Climticas Urbanas - rea de estudo......... 123 Figura 6.1: Distribuio da amostra por faixa etria.................................................... 129 Figura 6.2: Distribuio da freqncia relativa do gnero dos entrevistados .............. 130 Figura 6.3: Distribuio da freqncia relativa ao ndice de massa corprea ............. 131 Figura 6.4: Distribuio da varivel sensao trmica no perodo de vero ............... 136 Figura 6.5: Distribuio da varivel sensao trmica no perodo de inverno ............ 137 Figura 6.6: Distribuio da varivel preferncia trmica no perodo de vero............. 138 Figura 6.7: Distribuio da varivel preferncia trmica no perodo de inverno.......... 138 Figura6.8:Distribuiodavarivelgraudesatisfaono perodo de vero e inverno ............................................................................ 139 Figura6.9:Retaderegressologsticabinria.VarivelTBS,perodo de vero................................................................................................. 150 Figura6.10:Retaderegressologsticabinria.VarivelTBS, perodo de inverno.............................................................................................. 151 xvi Figura6.11:Intervalodeconfortodetemperaturadebulboseco(TBS).Perodo de vero e inverno, regio de estudo.....................................................152 Figura6.12:Retaderegressologsticabinria.VarivelVar,perodo de inverno ..............................................................................................156 Figura 6.13: Intervalo de conforto de velocidade do ar (Var).Regio de estudo........157 Figura 6.14: Agrupamento: pontos dos questionrios estatisticamente iguais ............163 xvii LISTA DE QUADROS Quadro2.1:SistemaClimaUrbano(S.C.U.)-Articulaodossistemassegundoos canais de percepo............................................................................................. 08 Quadro 2.2: Categorias da organizao geogrfica do Clima e suas articulaes com o Clima Urbano........................................................................................................ 10 Quadro 4.1: Caractersticas dos dados fixos coletados ................................................ 60 Quadro 4.2:Caracterizao e localizao dos pontos de coleta de medidas fixas...... 60 Quadro 4.3: Caractersticas dos equipamentos de medies fixas............................... 65 Quadro 4.4: Caractersticas dos dados mveis coletados ............................................ 68 Quadro 4.5: Caracterizao e localizao dos pontos de coleta de medidas mveis... 68 Quadro 4.6: Caractersticas do equipamento de medies mveis .............................. 73 Quadro 4.7: Perodo de coleta dos pontos dos questionrios....................................... 76 Quadro 4.8: Caracterizao e localizao dos pontos de coleta dos questionrios...... 78 Quadro 4.9: Caractersticas dos Equipamentos de medies mveis .......................... 80 Quadro 5.1: Caractersticas gerais das Unidades climticas urbanas ........................ 124 Quadro 6.1: Questes do questionrio sobre conforto trmico e varivel relacionada136 xviii LISTA DE TABELAS Tabela 2.1: Isolamento trmico e itens do vestirio.......................................................29 Tabela 2.2: Metabolismo para diferentes atividades......................................................30 Tabela 3.1: Dados climticos da regio de Campinas. Perodo: 1998 a 2005...............39 Tabela 5.1: Agrupamentos dos pontos fixos e mveis ..................................................85 Tabela 5.2: Resultados obtidos atravs da regresso...................................................86 Tabela 5.3: Resultados obtidos atravs da Anlise de Varincia ..................................86 Tabela 5.4: Resultados de temperatura fixa e mvel do dia 28/07/2004.......................87 Tabela 5.5: Valores mdios de temperatura do ar mnima e mxima, amplitude trmica e umidade relativa Perodo de 28 de julho a 31 de julho e 01 a 08 de agosto de 2004 ......................................................................................................................92 Tabela 5.6: Valores mdios de temperatura do ar mnima e mxima, amplitude trmica e umidade relativa Perodo de 28 de julho a 08 de agosto de 2004...................96 Tabela5.7:Valoresmdiosdeumidaderelativadoarmnimaemxima,amplitude trmica e umidade relativa Perodo de 28 de julho a 08 de agosto de 2004....102 Tabela 5.8: Valores mdios de temperatura do ar mnima e mxima, amplitude trmica e umidade relativa Perodo de 01 e 02, 04 a 10 de maro de 2005.................106 Tabela 5.9: Valores mdios de temperatura do ar mnima e mxima, amplitude trmica Perodo de 01, 02, 04 a 10 de maro de 2005 .................................................110 Tabela 5.10: Valores mdios de umidade relativa do ar mnima e mxima, amplitude xix Perodo de 01,02, 04 a 10 de maro de 2005..................................................... 113 Tabela 6.1: Tamanho da amostra. Perodo de vero.................................................. 128 Tabela 6.2: Tamanho da amostra. Perodo de inverno ............................................... 129 Tabela 6.3: Caracterizao das variveis pessoais e ambientais. Perodo de vero.. 132 Tabela6.4:Caracterizaodasvariveispessoaiseambientais.Perododeinverno............................................................................................................................. 133 Tabela6.5:Caracterizaodasvariveispessoaiseambientais.Totaldaamostra. Perodo de vero e inverno................................................................................. 134 Tabela6.6.Escalautilizadanoquestionrio.Varivelsensaotrmicaepreferncia trmica................................................................................................................ 140 Tabela6.7:Cruzamentodovarivelpessoalgnerocomavarivelresposta(graude satisfao, sensao trmica e preferncia trmica) .......................................... 142 Tabela6.8:Cruzamentodovarivelpessoalndicedemassacorprea(IMC)coma varivel resposta (grau de satisfao, sensao trmica e preferncia trmica) 143 Tabela 6.9: Cruzamento da varivel pessoal faixa etria com a varivel resposta (grau de satisfao e sensao trmica, preferncia trmica) ..................................... 144 Tabela 6.10: Varivel sensao trmica. Perodo de inverno ..................................... 146 Tabela 6.11: Varivel sensao trmica. Perodo de vero........................................ 147 Tabela 6.12: Varivel sensao trmica. Perodo de inverno ..................................... 147 Tabela 6.13: Regresso logstica. Varivel TBS, perodo de vero ............................ 148 Tabela 6.14: Regresso logstica. Varivel TBS, perodo de inverno ......................... 149 Tabela 6.15: Teste de bondade de ajuste. Varivel TBS, perodo de vero ............... 149 Tabela 6.16: Teste de bondade de ajuste. Varivel TBS, perodo de inverno ............ 149 Tabela 6.17: Regresso logstica. Varivel velocidade do ar (m/s), perodo de vero 153 Tabela6.18:Regressologstica.Varivelvelocidadedoar(m/s),perododeinverno............................................................................................................................ 153 Tabela 6.19: Teste de bondade de ajuste. Varivel Var, perodo de vero................. 154 Tabela 6.20: Teste de bondade de ajuste. Varivel Var, perodo de inverno.............. 155 Tabela6.21:Testequi-quadrado.Comparaoentreospontosdecoleta.Perodode inverno e vero ................................................................................................... 159 Tabela 6.22: Teste e intervalo de confiana para duas propores. Todos os pontos de coleta, perodo de inverno .................................................................................. 161 1 1. INTRODUO Aaceleradaurbanizaonosgrandescentrospodeprovocarsriosproblemas de degradao ambiental, bem como considerveis prejuzos econmicos, sociais e de qualidadedevidascomunidadesurbanaserurais.Nocasoespecficodaqualidade climatolgica, notam-se significativas diferenas entre os dados climticos do ambiente urbanocomparadocomorural,ouseja,oclimanascidadessofreinflunciado conjunto complexo da estrutura urbana. Contudo, essa qualidade climtica nas cidades podeseralcanadaseconsiderarmososparmetrosfsicosparaoambienteurbano juntamente com os dados ambientais. Emconseqnciadoaumentodapopulaonasreasurbanastemoscomo resultadooaumentodesuasnecessidades:alimentos,matria-prima,energia, servios,meiosdecomunicao,entreoutros.Ouseja,paraatenderssuas necessidades, o homem utiliza-se dos meios naturais, modificando os mesmos. Emsetratandodascondiesatmosfricas,acidadeapresentaalteraes climticasdiferenciadasdasreascircunvizinhas.Nascidades,observa-semaior 2 precipitao,poisasatividadeshumanasproduzemmaiornmerodepartculasde condensao,poroutrolado,aumidaderelativaeadireoevelocidadedosventos so diferentes do meio rural.Porm, evidente que estas alteraes variam de cidade para cidade, dependendo da intensidade de uso do solo, das caractersticas fsicas da mesma e do processo de crescimento urbano. Tarifa e Armani (2001, p.47) ao estudar os espaos climticos urbanos da cidade de So Paulo, definem o conceito de unidade climtica urbana que descrevem como sendo [...] um espao onde pessoas vivem, trabalham, produzem e consomem, e que podeserpercebidopeloestudodosatributosatmosfricos(temperatura,umidade, qualidade do ar, conforto trmico, enchentes, entre outros) e os controles (uso do solo urbano,densidadepopulacionaledeedificaes,reasverdes,favelas,fluxode veculos).Comrelaoaosaspectosrelacionadosaoconfortohumanoemespaos abertosLoiseLabaki(2001)relatamqueasatividades,tantoativasquantopassivas doshabitantesurbanos,necessitamdeambientesquesejamconfortveis termicamente. Muitaspesquisasapontamqueastemperaturasalcanamvaloresmximosno centrodasreasurbanas:emespaoscomgrandesreasconstrudas,adensamento populacional e alta taxa de impermeabilizao do solo. Isto, por sua vez contribui para o desconfortohumanoassociadoaostresseprejuzossadefsicaementaldos habitantes das cidades. O Quarto Relatrio de Avaliao do Painel Intergovernamental de Mudanas Climticas (IPCC,2007)divulgouquegrandepartedasalteraesnomeioambienteso antropognicas,ouseja,causadaspeloprpriohomem.Atravsdecenriosfoi constatadoqueatemperaturadaTerrapodesubirde1,80Ca4Catofimdeste sculo,equeonveldosoceanosvaiaumentarde18a59centmetrosat2100eo volume das chuvas subir cerca de 20%. Tendo em vista estas consideraes, este trabalho proposto como contribuio 3paraanliseclimticadoespaourbanoaberto,oqueporsuavezcontribuirparao estudo do conforto trmico dos mesmos. Para estudo de caso foi escolhida uma regio central da cidade de Campinas, uma vez que se caracteriza com grande concentrao de rea construda, adensamento populacional e complexidade de uso do solo.1.1 Hiptese As hipteses deste trabalho so: Existe uma relao direta entre os padres de uso do solo urbano e a temperatura do ar; A temperatura do ar explica a sensao trmica dos pedestres da rea de estudo. 1.2 Objetivos da pesquisa O objetivo geral desta pesquisa avaliar a influncia dos diferentes usos do solo e o efeito climtico no ambiente urbano da cidade de Campinas SP, com a finalidade desubsidiaroplanejamentourbanoe,consequentementecontribuirparaoconforto trmico na cidade. Como objetivos especficos tem-se: Avaliaradistribuiohorizontaldatemperaturadoaremumregiocentralna cidade de Campinas- SP, durante os perodos de vero e inverno; Verificaraexistnciadailhadecalorearelaocomosdiferentesusosdosolo urbano; Avaliar o conforto trmico da rea de estudo; 4 Correlacionar os dados climticos com os elementos da estrutura urbana;1.2 Estrutura da tese Estetrabalhoestdivididoem7(sete)captulos,incluindoesteprimeiroque introdutrio. No segundo captulo apresenta-se a reviso bibliogrfica e fundamentao terica.Abordam-seosimpactosclimticosdaurbanizao,ascaractersticasda estrutura urbana que influenciam no clima, bem como os mtodos e tcnicas utilizados para o estudo do clima urbano.Descrevem-se tambm os estudos relacionados com o conforto trmico nos espaos urbanos abertos. Nocaptulotrsapresentadaacidadeondefoidesenvolvidaapesquisa,o municpiodeCampinasSP.Descreve-seoaspectoclimtico,alocalizaoea caracterizao da regio.Ametodologiautilizadanapesquisaapresentadanocaptuloquatro.Neste captulofoidetalhadooroteirometodolgico,ametodologiaparaacoletadedados climticos,bemcomoainstrumentaoutilizada.Ametodologiautilizadaparaesta pesquisa foi a coleta de dados climticos com medidas mveis e fixas de temperatura doar,emumaregiocentraldacidade,comdiferentesconfiguraesdeusoe ocupaodosolo.Paraaavaliaodoconfortotrmicoforamrealizadas, simultaneamente,acoletadosparmetrosclimticoseaavaliaodasensao trmicadospedestresdareadeestudo,atravsdeaplicaodequestionrios.As medidas foram coletadas em situaes de inverno e vero. No captulo cinco apresentada anlise dos dados climticos e sua relao com ousoeocupaodosolodareadeestudo.Jnocaptulo6,apresentadaa avaliao da sensao trmica dos usurios da cidade na regio de estudo.Asrefernciasbibliogrficasempregadasnoescopodestapesquisaforam agrupadas no final do trabalho. 5 2. REVISO BIBLIOGRFICA 2.1 O Clima urbanoEstudos sobre o clima urbano iniciaram no comeo do sculo XIX, na Europa. O trabalhodeHoward(1833apudLandsberg,1981),publicadopelaprimeiravezem 1818, sobre o clima de Londres, foi um dos primeiros trabalhos a observar as diferenas de temperatura na cidade, comparadas com o meio rural.NasegundametadedosculoXIX,naFranaeAlemanha,houveum crescimentonosestudosdoclimaurbano,emvirtudedaexpansodasredesde observaometeorolgica.Duranteadcadade30,autilizaodosdadosderedes- 6 padrofoimuitodiscutida,assimhouveaemergnciadamicro-meteorologia, especialmente na Alemanha e na ustria. Duranteapocada2GrandeGuerra,aAmricadoNorteeJapotambm iniciaram estudos sobre o clima. Aps a Guerra muitos trabalhos foram desenvolvidos nestes pases, sendo que a principal varivel de estudo foi a temperatura do ar.Nesse perodo,destacam-seoestudodeLandsbergeChandler(1956e1965 respectivamente, apud MONTEIRO, 2003).O primeiro trabalho assinala o princpio da preocupaocomodestinodoplanetaefazpartedacoletnea,patrocinadapela National Science Foundation, intitulada Mans role in changing the face of Earth. Nessta coletnea tem-se o trabalho de Landsberg: The Climate of tows. O estudo de Landsberg representa o marco histrico nos estudos climatolgicos, pois a primeira sntese sobre estudosdosclimasurbanos,oqualoautordesignacomotows.Jotrabalhode Chandler, foi uma monografia sobre as modificaes climticas da cidade de Londres, que obteve grande destaque no perodo.Duranteadcadade60einciodosanos70,osestudosclimticosfocaram interessenaatmosferaurbana,sobretudonoproblemadaconcentraodepoluentes em cidades.Nesse perodo, a Organizao Mundial de Meteorologia (WMO) patrocinou uma srie de estudos e pesquisas sobre o assunto. No Brasil, a partir da dcada de 1960, a preocupao com a queda da qualidade ambientaldasgrandescidadesbrasileirasfoiumdosfatoresqueimpulsionaramo surgimentodeestudosrelacionadosaoclimaurbanonopas.Cidadesdeporte pequeno,mdioegrandeforamoalvodasinvestigaes,amaioriadelaslocalizadas naregiocentro-sultendo-seintensificadoesedistribudopeloterritrionacionalna dcadade1990.Dentreosestudos,destaca-seostrabalhosdeGallego(1972), Monteiro(1976),Tarifa(1977),Sartori(1979),Fonzar(1981),Sampaio(1981), Lombardo (1985) e Dani (1987). 7 importante ressaltar que a avaliao das condies climticas sobre o aspecto daaoantrpicadeveserabordadadeacordocomasescalasdeabordagens.Ou seja,apartirdenveismicro,topoemesoclimticosoestudodoclimapoderevelaro grau de interferncia da ao do homem nas condies ambientais.2.1.1Escala climtica OestudodeMonteiro(2003)indicaqueoclimadacidadeadmiteumaviso sistmica,comvriosgrausdehierarquiafuncionalediferentesnveisderesoluo.Apesardessesistemaserdecompostoemdiversoselementos,nosedeve desincompatibiliz-lo completamente um dos outros.Essa abordagem do clima urbano organizadaapartirdecanaisdapercepohumana(Quadro2.1),poisrelataqueo homemdevesempreconstituiroreferencialdosproblemasevaloresdosfatos geogrficos.Dentre esses canais o de conforto trmico ser o enfoque desta pesquisa. 8 Quadro 2.1: Sistema Clima Urbano (S.C.U.) Articulao dos sistemas segundo os canais de percepo Subsistemas Canais Caracterizao I Termodinmico Conforto Trmico II Fsico-Qumico Qualidade do ar III Hidrometerico Impacto meterico Fonte Atmosfera Radiao circulao horizontal Atividade urbana Veculos auto-motores Indstrias obras-limpas Atmosfera estados especiais (desvios ritmos) Trnsito no Sistema Intercmbio de operador e operando De operando ao operadorDo operador ao operando Mecanismo de ao Transformao no sistema Difuso atravs do sistemaConcentrao no sistema Projeo Interao Ncleo Ambiente Do ncleo ao ambiente Do ambiente ao ncleo DesenvolvimentoContnuo (permanente)Cumulativo (renovvel)Episdio (eventual) Observao Meteorolgicaespecial (Trabalho de campo) Sanitria e meteorolgica especial Meteorolgica Hidrolgica (Trabalho de campo) Correlaes disciplinares tecnolgicas Bioclimatologia Arquitetura Urbanismo Engenharia sanitria Engenharia sanitria e infra-estrutura urbana Produtos Ilha de calor Ventilao Aumento de precipitao Poluio do ar Ataques integridade urbana Efeitos diretos Desconforto Reduo do desempenho humano Problemas sanitrios Doenas respiratrias, oftalmolgicas, etc. Problemas de circulao e comunicao urbana Reciclagem adaptativa Controle do uso do solo Tecnologia de conforto habitacional Vigilncia e controle dos agentes de poluio Aperfeioamento da infra-estrutura urbana e regularizao fluvial. Uso do solo ResponsabilidadeNatureza e HomemHomemNatureza Fonte: MONTEIRO, 2003 MONTEIRO (2003) relata que no existe rigor de ordem de grandeza a partir do qualgraudeurbanizaoedequaiscaractersticasgeoecolgicaslocaisoquese poderiausarotermo climaurbano.Destaca,tambm,queporcausadaabrangncia doclimticoedourbano,anoodeespaonecessariamenteincluiroespao 9concretoetridimensional(planoshorizontaiseverticais)ondeageaatmosferaeos espaosrelativosnecessrioscompreensodofenmenourbano.Assim,acidade tanto se integra em nveis superiores, como se divide em setores, bairros, ruas, casas, ambientesinternos.Ouseja,aaoecolgicanatural,associadaaosfenmenos urbanos, constitui o conjunto complexo de inter-relaes que produzem o clima urbano (LOMBARDO,1985). necessrio, pois, considerar a determinao da escala de abordagem do clima urbanocomoobjetodeestudo.Assis(2000)relataque,naclimatologiageogrficaa questo das escalas, alm de ter pouco destaque, apresenta grandes divergncias nas taxonomias propostas por diversos autores. Nessesentido,OKE(1987)prope.apartirdeestudosdeORLANSKY(1975) duasescalasparaabordaroclimaurbano:aCamadaLimiteUrbana(UrbanCanopy Layer-UBL)eaCamadaaoNveldasCoberturasUrbanas(UrbanBoundaryLayer- UCL).AUCLestende-sedesdeosoloataproximadamenteanvelmdiodas coberturasdasedificaese,aUBLacamadadelimiteinternadeescala mesoclimtica, cujas caractersticas so determinadas pela presena da malha urbana. DeacordocomTaesler(1986apudAssis,2000),existemmtodosmais apropriadosparaestudodoclimaurbanonaescaladacamadaurbanaaonveldas coberturas(UCL)eparaacamadalimiteurbana(UBL).Naprimeira(UCL),so abordadasasdiferenasentrearearuraleaurbana,bemcomoasvariaesintra-urbanas.Paraacoletadarearuraleurbana,osdadosclimticossoobservados atravsdeestaesmeteorolgicasfixas.Jnasvariaesintra-urbanas,a metodologiademedidasmveisemtransectos,combinadascomregistroscontnuos, soutilizadasparadetalharadistribuiodatemperaturahorizontalnestaescala.As mediesnacamada limiteurbana(UBL)soassociadasaprogramasdecontrolede poluio do ar. DeacordocomGivoni(1989),astrocasdeenergiaqueafetamdiretamente 10 os moradores da cidade ocorrem na camada intra-urbana, e a natureza das superfcies eaformadasdiversasestruturasurbanasafetamecondicionamessastrocasde energia. Monteiro(2003)dnfaseescalahorizontalepropeorelacionamentodas unidadesclimticascomasordensdegrandezataxonmicasdasformasecom unidades (ou graus) de urbanizao (Quadro 2.2). O autor utilizou como referencial os estudos de sistematizao da taxonomia geomorfolgica de Tricart & Cailleux.Assim, possibilitarelacionar,demodoescalonado,asunidadesdeurbanizaodesdea habitaoataregiourbana.Aunidadeclimticaabordadanestapesquisao mesoclima. Quadro 2.2: Categorias da organizao geogrfica do Clima e suas articulaes com o Clima Urbano Estratgias de abordagem Ordensde grandeza (Cailleux& Tricart) Unidades de superfcie Escalas cartogrficas de tratamento Espaos Climticos Espaos Urbanos Meiosde observao Fatoresde organizao Tcnicas de anlise II(milhes de KM) 1:45.000.0001:10.000.000 ZONAL- Satlites Nefanlise Latitude Centrosde ao atmosfrica Caract. geral comparati-va III (milhes de KM) 1:5.000.0001:2.000.000 REGIONAL - Cartas sinticas Sondagens aerolgicas Sistemas meteorolgicos(Circulao secundria) Redes transectos IV (centenas de KM) 1:1.000.0001:5.000.000SUB-REGIONAL (FCEIS) Megalpole Granderea metropolitana Rede meteorolgica de superfcie Fatores geogrficos Mapea-mento sistemti-co V (dezenas de KM) 1:250.0001:100.000 LOCAL rea metropolitana Metrpole Posto meteorolgico Rede complementar Integrao geolgica Ao antrpica Anlise espacial VI Centenas de metros 1:50.0001:25.000 MESOCLIMA Cidade grande,bairro ou subrbio de metrpole Registros mveis (Episdios) Urbanismo - Dezenas de metros 1:10.0001:5.000 TOPOCLIMA Pequena cidade Fceisde vairro/subrbio de cidade (Detalhe) Arquitetura - Metros 1:2.000 MICROCLIMA Grande edificao/ Habitao/ Setorde Habitao Bateriasde instrumentos especiais Habitao Especiais Fonte: MONTEIRO (2003) 11 Neste contexto, a identificao detalhada dos diferentes espaos intra-urbanos degranderelevncia, poisapartirdesta, possvelelencarosfatorescausadoresda diferenciaoclimticadoambienteurbano.Nestesentido,Monteiro(2003)citaque [...] a extenso espacial do fenmeno urbano, em sua interao com a paisagem na qualestinserido,quedefineoseuambienteatmosfrico.Aindarelataque[...]a particularidade climtica est vinculada s dimenses da cidade, ou seja, quanto menor oseutamanho,menortambmsersuaexpressividadeousingularidadeclimtica dentrodascondiesatmosfricasnombitoregional.Nestesentido,afirmaqueo climaurbanoumsistemaqueabrangeoclimadeumdadoespaoterrestreesua urbanizao.2. 1.2 Urbanizao e impactos climticos O intenso processo de urbanizao vem gerando bruscas mudanas nas caractersticas domeionatural,causando,muitasvezes,alteraesprejudiciaisaoambienteeao prpriohomem.Comrelaoaoclimaurbano,observam-sesignificativasalteraes climticasresultantesdoprocessodeurbanizao.Aurbanizaoafetaasmais diferentesvariveisclimticas,taiscomo:radiaosolarvisvel,infravermelhoe ultravioleta,umidaderelativa,ventos,nebulosidade,precipitao,efavorecea ocorrncia de ilhas de calor, neblina, domus de poeira e inverso trmica. Asprincipaiscaractersticasdoclimaurbano,enunciadasporAssis(2000) consideradasprejudiciaisnocasodascidadestropicais,resultamnosseguintes problemas: aumento da temperatura do ar e diminuio da umidade relativa, produzindo uma condio de stress bioclimtico; aumento do consumo energtico para o resfriamento artificial dos edifcios, sem 12 contudo solucionar o problema de conforto trmico de modo geral; aumentodaincidnciadetempestadessobreoscentrosurbanos,resultando grandes danos sociais e materiais; aconcentraodapoluiodoareadiminuiodaventilaonaturalpelo aumento da rugosidade da superfcie terrestre. Emsetratandodascondiesatmosfricas,acidadeapresentaalteraesclimticas diferenciadas das reas circunvizinhas. importante salientar que estas modificaes variam de cidade para cidade, em funo das caractersticas do stio, da intensidade do uso do solo e do prprio processo de urbanizao. Comrelaoaofenmenodailhadecalor,Oke(1987)relataqueesteoresultado dasmodificaesdosparmetrosdasuperfcieedaatmosferapelaurbanizao.Segundooautor,estaanomaliatrmicatemocorridoemgrandepartedos assentamentoshumanosextensosouno.Aocorrnciadofenmenomais expressiva com cu claro e ar calmo, com tendncia a desaparecer com tempo nublado e ventilado (LANDSBERGER, 1981). Estudos indicam que diversos fatores influenciam na formao da ilha de calor, dentre elesdestaca-se:reduodoresfriamento,geradopeladiminuiodaevaporao (causados pela diminuio das reas verdes, impermeabilizao do solo e transporte da guadechuvapelacanalizao),efeitosdatransformaodeenergianointeriorda cidade,geraodecaloratravsdeprocessosindustriais,trnsito,habitaes;alm das propriedades trmicas dos edifcios e dos materiais de pavimentao que absorvem energiaduranteodia,enoiteemitemenergiadeondalonga,tendocomo conseqncia o aumento da temperatura noturna. AtravsdoenfoquedoefeitodailhadecalorOke(1982),fazumarevisodas caractersticasqualitativasdofenmenoesuarelaocomaspectosurbanose 13 meteorolgicos.Destacaaimportnciadalocalizaogeogrfica,datopogrfica,do solo, da vegetao, do uso do solo, alm do tamanho da cidade na formao da ilha de calor.Ressalta tambm a importncia dos parmetros meteorolgicos como o vento e a cobertura de nuvens. Diversos autores encontraram uma correlao entre a intensidade da ilha de calor com otipodousodosolo(LOMBARDO,1985;PARK,1986,JARDIM,2003;HEISLERet al.,2006)ecomapoluiodoar(ZANG,1991;JAUREGUI,1992eGOTOH,1993).Outrosestudos,atravsdemodelagemfsicaecomputacional,fazemsimulaesdo fenmeno (OKE, 1981). Azevedo(2001)comentaque,noestudodoclimaurbano,tambmdeveser consideradoocalorgeradodiretamentepeloshabitantesesuasatividades.Em pesquisarealizada,nacidadedeSoPauloconstataqueomontantedeenergia introduzidoedissipadonoclimaurbanodeSoPaulopelaatividadehumana comparvelaomontantedeenergiaintroduzidopelaradiaosolarnamesmaescala de magnitude. Ou seja, de um a dez, a energia de origem antrpica , no mnimo um, seadeorigemsolarfordez.Outroestudoqueavaliouoimpactodocalor antropognico, na formao da ilha de calor urbana, foi realizado por Jiang et al. (2006). Oestudoconcluiuqueocalorantropognicoumimportantefatorquenopodeser ignorado em simulaes do clima urbano.Atravs de simulao numrica, baseada em dados de emisso de calor antropognicoda cidade deNanjiiing em 2002, obteve-se a mdia de contribuio diria de 26,6%.Se o fluxo de calor antropognico for dobrado, a contribuio alcana aproximadamente 42,9%. Dentrodestecontexto,oconhecimentodosfatoresclimticos,juntamentecomas caractersticasdostio,taiscomotopografia,morfologia,presenadevegetao, corposdgua,entreoutrosdefundamentalimportnciaparaoaelaboraode diretrizes urbansticas que visem melhores condies climticas nas cidades. 14 2.1.3 Caractersticas da estrutura urbana que influenciam no clima Torna-seimportante,pois,abordarotermomorfologiaurbana,necessriotantona leitura e anlise da cidade, como no processo da sua concepo. SegundoLamas(1993),otermomorfologiautiliza-separadesignaroestudoda configuraoedaestruturaexteriordeumobjeto.acinciaqueestudaasformas, interligando-as com os fenmenos que lhes deram origem. Nesse sentido, o estudo da morfologiaurbanaocupa-sedadivisodomeiourbanoempartes(elementos morfolgicos)edaarticulaodestesentresiecomoconjuntoquedefinemos lugares que constituem o espao urbano.Serra (1987) define o conceito forma urbana como a disposio, no espao, das vrias partesdoaglomeradourbanoeoconjuntodasrelaesespaciaisqueestasmantm entresiecomotodo.Destamaneira,relataqueaformaurbanadiferencia-seda arquitetnicapelaescala,epelofatodeserareunio,oconjuntodemuitosobjetos arquitetnicos. Nessesentido,Lama(1993)relataqueaformaurbanacorrespondeaomeiourbano comoarquitetura,ouseja,umconjuntodeobjetosarquitetnicos,ligadosentresipor relaes espaciais.Segundo este autor, a forma o objeto final de toda a concepo e, estemconexocomodesenho,querdizer,comaslinhas,espaos,volumes, geometrias,planosecores,afimdedefinirummododeutilizaoedecomunicao figurativa, que constitui a arquitetura da cidade.Nesta perspectiva, relata que, para que existaformaurbana,temqueexistirodesenhourbano.Definedesenhourbano,no comoodesenhodosedifciosoufatosconstrudos,masodesenhodaestrutura,o desenhodaquiloqueuneerelacionaosdiferenteselementosmorfolgicosou diferentes partes da cidade. 15 ParaLama(1993),oselementosmorfolgicossoasunidadesoupartesfsicasque, associadaseestruturadas,constituemaforma.Nestesentido,oautorclassificaas relaesdoselementosmorfolgicosem3(trs)dimensesouescalasdoespao urbano:adimensosetorial,ouaescaladerua,oselementosmorfolgicos identificveis,soessencialmenteosedifcios(comsuasfachadas),otraadoe tambmasrvoresouaestruturaverde,desenhodosoloemobiliriourbano;a dimensourbana,ouescaladebairro,soostraadosepraas,osquarteirese monumentos,osjardinsereaverdes;eadimensoterritorial,ouescalaurbana.Os elementosmorfolgicosidentificam-secomosbairros,asgrandesinfra-estruturas viriaseasgrandeszonasverdesrelacionadascomosuportegeogrficoeas estruturasfsicasdapaisagem.Ressaltaaimportnciadecompreenderaleiturada cidade, simultaneamente, nos diferentes nveis ou escales. Neste sentido, sero relatadas, a seguir, diversas pesquisas de climatologia aplicadas a espaosurbanos.Asabordagens,aquirelatadas,nosconduzemaumconhecimento cadavezmaiordarealidadedacidade,noqueconcernequestodaqualidade climtica urbana. Givoni (1998) relaciona alguns fatores da estrutura da cidade que influenciam no clima urbano.Segundooautor,osprincipaiselementosso:alocalizaodacidadena regio,otamanhodacidade,adensidadedareaconstruda,usodosolourbano, altura dos edifcios, orientao e largura das ruas, subdiviso dos lotes, os efeitos dos parqueseoutrasreasverdeseodesenhoespecialdedetalhesdosedifciosque afetam as condies externas. Oliveira(1988)reuniuumconjuntodecategoriasdeanlise,caractersticasdaforma urbana, que condicionam o clima: conformao espacial, rugosidade, porosidade, uso e ocupaodosolo,orientao,textura,propriedadesfsicasdosmateriais,core vegetao. 16 Romero(1988)elaboroualgunsprincpiosbioclimticosparaodesenhourbano, orientados pelas caractersticas do clima, visando ao equilbrio trmico entre o homem e omeio.Entreosprincpios,descrevecritriosparaaseleodostio,ondedefine parmetrosparaalocalizao,ventilaoeinsolao.Quantomorfologiadotecido urbano,osprincpiosforamelaborados,considerandoaforma,asruas,osloteseo tamanho dos espaos pblicos. Romero(2001)propsumametodologiaparaconcepobioclimticadoespao pblico.Dentreascaractersticasdoespaourbanoqueforaminseridasna metodologiaestootamanho,adensidadeeaorientaodoconstrudonarea urbana, as rugosidades aerodinmicas, o anteparo das emisses de radiaes de onda longa,osrelacionamentosentreotamanhodosedifcioseadistnciaexistenteentre eleseadistribuiodosedifciosaltosentreosmaisbaixos.Sobreaquestodas reasurbanas,Romero(2001,p.153)defineosespaospblicosexterioresurbanos como [...] aqueles espaos fundamentais que condicionam freqentemente os espaos construdos,aquelesquelhesconferem,svezes,suasformas,seusrelevos,suas caractersticas. Relata ainda que so elementos essenciais da paisagem urbana, pois constituem os espaos da vida, permitindo perceber a cidade. Umestudoqueverificouarelaodeusodosolo,formaurbanaediferenasde temperaturadoarfoiinvestigadoporSantanaeLombardo(1997),nacidadede Fortaleza (CE). As caractersticas urbanas consideradas para a anlise foram: tamanho e densidade da estrutura urbana, rugosidade, porosidade, orientao e localizao das ruas,loteseedificaes,propriedadestermodinmicasdosmateriaisconstituintesdo tecidourbano,presenadaguaevegetao,formatoedimensodosespaos pblicos livres de edificaes.Os dados climticos coletados, atravs de instrumentos meteorolgicos,foramatemperaturadoar,umidaderelativadoar,temperatura radiante do meio, velocidade e direo do vento.Os resultados mostraram que a zona com maior densidade de ocupao de veculos e pessoas apresentou, durante o dia, as temperaturasdoarmaiselevadas.Easzonascompresenadecorposdguae 17 vegetaosignificativos,ebeiramar,apresentaramastemperaturasdoarmais baixas. DuarteeMaitelli(1999)tambmrealizarammediesdetemperaturaeumidade superfcieemalgunspontosfixosnacidadedeCuiabMG.Oobjetivodapesquisa eradetectaracorrelaoentreousoeocupaodosoloeasvariveisdeconforto trmico (temperatura e umidade relativa do ar). Os resultados mostraram diferenas de temperaturasdeat6Centreospontosdebaixaocupaoeasreasdensamente construdas.Ainda,constatou-sequeareamaisaquecidaocentrodacidadeeas mais secas so as reas que apresentamalto ndice de pavimentao.Poroutrolado,asdiferenasdetemperaturanomeiourbanosoinfluenciadaspor diversosparmetrosdageometriaurbana,vriosestudostmdemonstradoumaboa correlao destes (ELIASSON 1996; TSO 1996, KYOTA et al., 2006).Barbirato(1998)analisouoambientetrmicourbanodacidadedeMacei(AL).Os dadosforamcoletadosatravsdemediesmveisdetemperaturaemtrsreas urbanas da cidade com diferentes configuraes de uso e ocupao do solo: rea mista comalgumaverticalizao,edificaestrreas,algunsterrenosvaziosepouca vegetao;reaverticalizada,compoucavegetao;reapredominantementecom construestrreaseresidenciaisepoucavegetao.Osresultadosmostraramque asreasedificadasapresentaramefeitosdeelevaonatemperaturadoar.Tambm seconstatouqueastemperaturasdasreasurbanasforamsempresuperioress temperaturas da estao meteorolgica (ponto de referncia), comprovando a influncia da urbanizao no clima local. Assis (2000) desenvolveu um mtodo de simulao fsica em modelo reduzido de reas urbanascomafinalidadederepresentarofenmenodetrocatrmicaligado ocorrncia da ilha de calor.O estudo foi realizado na cidade de Belo Horizonte (MG) e aplicouosconceitosdeenvelopesolareenvelopedeiluminaonocontroleda 18 densidade de ocupao do solo urbano e da volumetria das edificaes. BertacchieFaria(2005)analisaramadistribuiodatemperaturadoarnacamada intra-urbana da cidade de Bauru (SP).Foram empregados dados de um levantamento preliminar de temperatura do ar, realizado em trs horrios (9, 15 e 21 horas) em uma sriedepontosdistribudospelacidade.Deacordocomapesquisa,areacentral apresentoumaioraquecimentoqueasdemaisreas,confirmandoainflunciadouso desolo,doadensamentodeconstruesedaconfiguraododesenhourbano.A presenadevegetaofoioaspectomaisimportantenaanlisedasdiferenasde temperatura entre as diversas reas, Outrosestudosrelatamarelaoentreaconfiguraodocu(skyviewfactor)eas variaestrmicas.SegundoOke(1981),aconfiguraodocuumamedida(ou ndice)querevelaoquantodecudisponvelexistesobredeterminadopontoda superfcie terrestre para que se realizem as trocas de energia naquele ponto.Diversos autores relacionaram as condies trmicas urbanas com o fator de viso do cu (FVC) como Jonhsone Watson (1984), Salvi Sakamoto (2001), Leme, PEDROTTI e SOUZA (2005), Miller et al. (2006). Umtrabalhoabrangente, no Brasil,sobrea questo dageometria urbana foirealizado porSouza(1996).Apesquisaavaliouquantitativamenteainflunciatrmicada configurao geomtrica de uma cidade na atmosfera urbana, adotando-se como rea de estudo uma regio na cidade de So Carlos (SP).As unidades representativas da geometriaurbanafoiofatordevisodocu(FVC),earelaoentrealturaelargura das vias (relao H/W).O estudo indicou que a rea estudada apresentava na poca um ndice de adensamento que podia ser classificado de mdio a baixo. Os resultados indicamqueahiptesedeadensamentourbanosemprejuzostrmicosgraves, considerando-seageometriaurbana,pode seraceitadesdeque serespeite oacesso solar, ventilao e iluminao das edificaes. 19 Outroaspectoqueapresentaimportncianocontroleclimticourbanoavegetao. Dentreosbenefciosdavegetaourbana,destaca-seasuaimportnciaparao controle climtico, da poluio do ar e acstica, melhoria da qualidade esttica, efeitos sobreasadementalefsicadapopulao,aumentodoconfortoambiental, valorizaodereasparaconvviosocial,valorizaoeconmicadaspropriedadese formao de uma memria e do patrimnio cultural (OLIVEIRA, 1996). Umestudoqueanalisouacontribuiodavegetao noconfortotrmico foirealizado porBartholomeieLabaki(2002),nacidadedeCampinas.Nessapesquisa,foi analisadaa funodavegetaonaatenuaodaradiaosolar,contribuindoparaamelhoriadoconfortotrmicoemreasurbanas.Otrabalhoanalisouainflunciade diferentesespciesdervoresemrelaoaoconfortotrmicoemespaosabertos atravs do ndice de conforto trmico, o PMV (Predicted Mean Vote).Para quantificar a melhoriadomicroclimaprovenientedavegetao,seisespciesdervoresforam analisadas.A pesquisa concluiu que o ndice de conforto varia ao longo do dia e que as espcies,atravsdasdiferentesatenuaesdaradiao,apresentamumndicede confortodiferente.interessanteobservarqueduasespciesapresentaramomelhor ndicedeconforto,emfunodassuassombras,nohorriodas2h15mindatarde, quando a temperatura bastante elevada. Morero(2006)propeoplanejamentoambientaldereasverdesurbanaseperi-urbanas do municpio de Campinas SP, baseado em abordagens de conservao dos ecossistemasnaturaisremanescentes,educaoambientaleolazer.Apartirdas abordagensselecionasessentaindicadoresambientaisrelacionadosquantificaoe qualificaodasreasverdes.Dessaforma,apresentapropostasediretrizesparaa implantao de novas reas verdes no local de estudo. 20 Soboaspectodainflunciadasreasverdesnaqualidadedevida,FonteseDelbin (2001) desenvolveram um estudo na cidade de Bauru (SP) com o objetivo de comparar eanalisarosmicroclimasemdoisespaospblicosabertos.Umdosespaosfoi caracterizadocomexpressivareaverdeeooutrocompoucaarborizao,afimde analisarainflunciadavegetaonaamenizaoclimticalocal.Oresultadoda pesquisaconstatoudiferenasclimticassignificativasentreosdoisespaos, resultandotemperaturadeat3Cmenor,nareaarborizada,emhorriosde temperaturaelevadaeemtempoestvel.Apesquisatambmdetectouque,almde contribuirparamelhoriadascondiesclimticas,osespaosverdespromovema intensificao dos seus usos por serem mais agradveis ao convvio humano. DeKauffman,MachadoeBarroso(2001)realizaramumestudodeavaliaode conforto em reas abertas de clima quente mido, na cidade de Maracaibo, Venezuela.Osresultadosconstataramqueavegetao,especialmentervoresdegrandeporte, representa um importante papel na modificao e amenizao climtica. Os benefcios provenientes das rvores dependem de sua espcie, tamanho da copa, permeabilidade, maturidade e qualidade da sombra. Aoanalisarreasverdes,taiscomoparques,apresenadavegetaoauxiliana diminuio da temperatura do ar e contribui para estabilizar os efeitos do clima sobre os arredoresimediatos.HoffmaneShashua-Bar(2000)constataramque,empequenas reasverdes,inseridasnomeiourbanonacidadedeTel-Aviv,oefeitoamenizador climticopodesersentidoatumraiode100mdistantesdasmesmas.Outros trabalhosqueconstataramacontribuiodosparquesurbanosnomicroclimalocal foi realizado por Dimoudi e Nikolopoulo (2003), Cohen et al. (2006), Correa, et al (2006) e SHPIRT et al. 2006. Aseguirserorelacionadasasdiversasmetodologiasutilizadasnaaplicaodos estudos de clima urbano nos espaos abertos. 21 2.1.4Mtodos e tcnicas utilizados para estudo do clima urbano Diversos equipamentos de medida e metodologias so aplicados para realizar estudos sobre as variaes climticas urbanas.Nesse sentido, utilizam-se dados das estaes meteorolgicas,medidasmveisemtransectos,sensoriamentoremotoemodelos matemticos. Asmedidasmveissousualmenteutilizadasparadetalharadistribuiohorizontal dasvariveisdoclima.Nestemtodo,ossensoressomontadosemumveculoou carregadosporumapessoaaolongodeumtrajetoespecficodorecintourbano.Juntamentecomasmedidasmveisdevemsercombinadosregistroscontnuosde medidasfixas,comafinalidadedecorrelacionarosresultadoseobterndicesde correesconfiveis.Emtrajetoslongos,adiferenadetempoentreaprimeiraea ltimamedidapodesersignificativa.Nestascondies,necessrioutilizarmtodos deinterpolaoparaajustarasmedidasclimticascomasdiferenasdehorriosde medio.Existemdiversaspesquisasqueutilizamomtododemedidasmveis, pormmuitosautorescriticamomtodo,devidoaestadiferenadehorrioseoutros utilizam mtodos de interpolao.Kaiser e Faria (2001), atravs de um estudo de caso nacidadedeBauruSP,avaliamacorreodotempotardioemdecorrnciada utilizao das medidas mveis. Diversos autores utilizam o mtodo de medies mveis em transectos para detalhar a distribuio horizontal de temperatura do ar em reas urbanas. Alguns estudos utilizam osinstrumentosacopladosemveculos,umautomvelououtrotipo(YAMASHITA, 1996;FONTES,1998;LINDBERG,ELIASSONEHOLMER,2003,SAARONIetal., 2000), outros realizam medies a p (NAGARA, SHIMODA e MIZUNO, 1996) 22 HasenackeBeck(1990)utilizaramdeummtododemedidamveldetemperaturas para verificar a variao de temperaturas noturnas, no ambiente urbano de Porto Alegre RS, relacionando-a com o relevo, a vegetao e a intensidade de urbanizao.Foram utilizadosdoisveculosautomotoresquepercorreramquatrorotas,abrangendouma reade80km2.Ospontosdeobservaoforaminseridosaolongodessasrotase obedeciamaosseguintescritrios:manterumadensidadeconstanteporkm2(dois pontosporkm2);manterumadistribuiouniformedospontos,situar-seemlocais fisionomicamenterepresentativosdascircunvizinhanaselocalizar-se,emaltitudes inferioresa120metros,paraminimizaroefeitodasaltitudes.Atravsdasriede diferenasdetemperatura,foramelaboradasascartasdeisoanmalas.Parauma melhor interpretao do resultado, elaborou-se um mapa topogrfico da rea de estudo e,tambm,organizaram-secartasdedeclividadeeorientaodasvertentes.O resultado do estudo constatou a formao de ilhas de calor na rea central da cidade, emtodasasnoitesobservadas.Acorrelaoentreintensidadedailhadecalor, declividade e orientao das vertentes no apresentoram ndices significativos. Fontes (1998), desenvolveu uma pesquisa na cidade de So Carlos, para identificar as variaesdatemperaturadoaresuacorrelaocomalgunsparmetrosdaestrutura urbana.O mtodo utilizado foi a coleta de dados com medidas mveis.Para validar os resultadosdasmedidasmveis,tambmforamrealizadasmedidasfixas,de temperaturaeumidade,atravsdetermo-higrgrafos,instaladosemabrigos localizados no centro urbano. Os pontos de medies localizaram-se, ao longo de uma rotade8km,emregiesdefundodevaleereascentrais.Apartirdosdados coletados,foramrealizadosestudosdecorrelaoentreatemperaturadoareos elementosdaestruturaurbana.Entreoselementosdaestruturaurbanaque contriburamparaasmaioresvariaesclimticas,asdiferenasaltimtricas representaram um papel significativo. 23 Barbirato e Mattos (1999), atravs das medies mveis, analisam o ambiente trmico deMaceiAL,comoobjetivodeverificarasvariaesclimticas,emfraes urbanas,commorfologiasespaciaisdiferenciadas.Ospontosdemedies caracterizaram-se com altitudes aproximadamente iguais, na cidade, com o objetivo de obterumacomparaoclimticasatisfatria.Osresultadosobtidosmostrama interferncia da malha urbana na modificao do clima local e a contribuio dos ventos (brisas martimas), amenizando as temperaturas do ar e propiciando o resfriamento das superfcies. Ummtodoparaverificarocomportamentodailhadecalor,noambienteurbano,foi desenvolvidoporAssis(1990),nacidadedeBeloHorizonte,MG.Osdadosforam coletadosnosperodoscrticosdeveroeinverno,apartirdosdadosclimticos disponveisnasEstaesMeteorolgicaslocais.Aanlisedofenmenoenvolveua inter-relaoentreosparmetrosclimticoseaorganizaoespacialurbana.Nas anlises foram considerados os parmetros referentes ao uso do solo urbano (tipologia, usoedensidadedeocupao)eaincidnciadereasverdesurbanas.Observou-se que as temperaturas mximas diurnas comportam-se diferentemente para cada tipo de ocupao,tantonoverocomonoinverno,enquantoastemperaturasnoturnasno sofreram grandes variaes.CarloeAssis(1999)analisaramaquestodaclimatologiaurbana,atravsda representaogrfica,nacidadedeBeloHorizonte,MG,noCampusdaUniversidade FederaldoMatoGrossodePampulha,localizadoemregioderelevoestratificado, divididoemumareaocupadadeusodacomunidadeuniversitriaeumareserva vegetal.A primeira etapa do trabalho teve como objetivo estabelecer diretrizes para a implantao de novos edifcios no campus universitrio.Atravs do software Surfer 5.0, foi possvel obter a distribuio da temperatura, sendo a base para a gerao de mapa de territrio.Dessa forma, foi possvel gerar diretrizes para os novos edifcios, como a identificaodereasdeaquecimentopotencial,emquenosorecomendveis 24 construes, e reas que abrigam corredores de vento, onde se devem seguir algumas diretrizesparaimplantao.Asegundaetapadotrabalhoanalisouadinmicados ventos,atravsdeumamatrizquecruzadadosdealtura,rugosidade,topografiae morfologia do terreno.Aps a gerao da matriz, foi utilizado o software Mapinfo para processarosdadosdamatrizeoslana-los,automaticamentenomapadeterritrio, atualizando-os e ajustando-os.O trabalho contribuiu para gerar recomendaes para o projetoeplanejamentourbano,atravsdasobreposiodedadosclimticosna estrutura urbana. Lindberg, Eliasson e Holmer (2003) investigaram a influncia da temperatura urbana em comparaocomageometria,emGteborg,Sucia.Osdadosdetemperaturaforam obtidosatravsdemedidasmveisemumautomvel.Oestudopropeavaliar diferentes mtodos para verificar as variaes trmicas dentro das cidades, utilizando-se da geometria urbana, derivada de um modelo de sistema de informao geogrfica em 3D. Vrios outros autores analisaram cidades brasileiras, utilizando-se tambm de medidas fixascorrelacionadascomdiversosparmetrosurbanos,dentreosquaisdestacaram-se: Santana e Lombardo (1997) em Fortaleza CE; Souza (1996) em So Carlos SP; DuarteeMaitelli(1999)emCuiabMT;Katzschneretal.(1999)emSalvador; Corbella, Crnere Yannas (2001) no Rio de Janeiro, Barbugli (2004) em Araraquara - SP . Ousodeimagensdesatlite,obtidasporsensoriamentoremoto,vemsendouma tcnicamuitoutilizadaemtrabalhosrecentes.Ainterpretaodeimagenspermite estabelecer relaes dinmicas sobre a ocupao do solo e o campo trmico, servindo de subsdio e ferramenta para o planejamento urbano. 25 Lombardo(1985),atravsdousodeimagensdesatlite,combinadascommedidas fixasemveis,desenvolveuumtrabalho,nacidadedeSoPaulo,sobreofenmeno da ilha e calor. As medidas foram coletadas em situaes de inverno e vero.Com a finalidadedecorrelacionarosdiferentesusoscomavariaodatemperatura,foram utilizadasfotografiasareaseimagensdesatliteLANDSAT-3.Omaiorgradiente horizontal de temperatura ocorreu no centro da cidade.Os resultados comprovaram a alta correlao entre os tipos de uso do solo urbano e a variao da temperatura do ar.Astemperaturasaltasforamverificadasemreasdecrescimentoverticalintensoe baixondicedereasverdes.Emcontrapartida,asbaixastemperaturasforam verificadasemregiescommaiorconcentraodeespaoslivres,comvegetaese nas proximidades ou junto aos reservatrios dgua. Ainterpretaodeimagensdesatlite(Landsat-5)foiatcnicautilizadaporSouza (1993),nacidadedeGreenBay(EUA),comoobjetivodeidentificarilhasurbanasde calor e quantificar o fluxo por radiao.DousseteGourmelon(2003)analisaram,atravsdeimagensdesatlite(NOAA-AVHRR),astemperaturassuperficiaisdacidadedeParis,emagostode1998.As imagens mostraram significantes contrastes entre uma definio central de ilha de calor noperodonoturno,relacionadocomadensidadedeedificaesecarnciade vegetao,emuitosmicroclimas,distintosduranteosperodosdiurnos,relacionados comasuperfcieeusodosolo.Etambmconstatouumafortecorrelaonegativa, entre a amplitude de temperatura superficial diurna e o ndice de vegetao, confirmado pelo efeito do resfriamento de parques urbanos e florestas suburbanas. FARIA(2005)apresentaummodelodeclculodadistribuiodatemperaturana camadaintra-urbana,aplicadocidadedeBauru(SP),tendo,porentradadedados superficiais, os valores calculados a partir de imagens do satlite Landsat 7 ETM+. 26 AliTouderteBensalem(2001)propuseramumametodologiabaseadanoseguinte pressuposto:utilizarindicadoressimplesde geometriado tecidourbano(perfilvertical, densidadeplana,espaoentreosedifcios,dimensesdosedifcios,incidnciade vento, orientao solar, etc) que podem descrever e predizer o desempenho do tecido urbanoemrelaoaosmltiplosobjetivosdocontroleclimtico(acessosolar,, resfriamentonoturno,ventilaonosespaosabertos,iluminao,dispersode poluentes,entre outros.), conforme figura 2.1. Figura 2.1: Dependncia entre geometria urbana e metas de controle climtico Fonte: Ali Toudert e Bensalem (2001) Barbirato(1998)aplicouummodeloclimticourbanodebalanodeenergia, adaptando-oparaascondiesclimticastpicasdacidadedeMacei,AL,cidadede 27 climaquenteemido.Otrabalhotemcomoprincipalobjetivoauxiliaroplanejamento urbano,naorientaodasdiversastipologiasdoespao,possibilitandosimulaese previsesdeambientestrmicosdiferenciadosemdiversosusosdosolourbano.A avaliaodopotencialdomodelofoifeitaatravsdacorrelaoentreosvalores observadosecalculadosrelativosareasdistintasurbanas.Dentreaslimitaesdo modelo, admite uma nica temperatura de equilbrio, no considerando o parmetro de geometria da malha urbana. Por outro lado, d nfase massa construda, importante parmetro da morfologia urbana. Leveratto(1999)apresentaummtododeanlisebioclimticaquepermite relacionarainflunciadasdiferentesconfiguraesdodesenhoarquitetnicoea qualidadeambientaldosespaosurbanosexternos.Paratanto,relacionatrs variveis:tipodesuperfciesquedefinemosespaos,ageometriaeavegetao. Paraestasvariveissoestudadasacapacidadedeproteoeacessoaosol, proteodoventoeacessoabrisas,esfriamentoevaporativo,inrciatrmicae radiaosolar.Oobjetivodomtodoproporumametodologiatileprticaparaos planejadores, comfinalidade de melhorar a qualidade bioclimtica do espao urbano. Souza,RodrigueseMendes(2003)sugeremousodeumaferramentade sistemadeinformaogeogrfica(SIG)em3Dparaasimulaodarepresentao espacialdaobstruodocanyonurbanoabbadaceleste.Aferramentanomeada 3DSkyView,atravsdoclculodofatordevisodocu,geraasimulaogrficade cenas tanto em 2D quanto em 3D.A determinao do fator de viso do cu atravs da simulaogrficaem2D,delimitareascorrespondentesacuvisvel.Umadas vantagensindicadasdaferramentaobaixocustodeaquisio,secomparadocom aquisiesfotogrficas,geralmenteaplicadascomomesmopropsito.Tambm aplicandoapotencialidadedosistemadeinformaogeogrfica(SIG),como ferramenta de anlise, Souza e Silva (2006), analisaram o acesso solar e sua influncia tanto na temperatura de ar como no conforto trmico do ambiente urbano. 28 Para a pesquisa ora desenvolvida foi utilizado o mtodo de medidas mveis, pois possibilitouacaracterizaodocampotrmico,atravsdeumbaixocustoeuma densidademuitomaiordepontos.Aolongodareadeestudo,tambmforam distribudasalgumasestaesfixas,atravsderegistradoresdetemperatura,para complementao das medies mveis. 2.3 Conforto trmico em espaos urbanos abertos Umaoutravertentedestapesquisaavaliaroconfortotrmiconosespaos urbanos abertos.Segundo a norma da ISO 7730 (1994), o conforto trmico ...aquele estado de esprito que expressa satisfao com o ambiente trmico. Se o balano de todas as trocas de calor a que est submetido o corpo for nulo e a temperatura da pele esuorestiveremdentrodecertoslimites,pode-sedizerqueohomemsenteconforto trmico.Sabe-se,aindaque,oconfortotrmicodependedograudeatuaodo sistematermorreguladorparamanutenodatemperaturainternanocorpo.Neste sentido,tem-sequediversasvariveisinfluenciamosprocessosdetrocadecalordo corpocomomeioambiente;consequentemente,influencianomecanismo termorregulador, bem como na sensao de conforto trmico. Ruas(1999)indicadoisgrandesgruposdevariveisdemaiorinflunciano confortotrmico:asdenaturezaambiental easdenaturezapessoal. As denatureza ambiental so: a temperatura do ar, a temperatura radiante mdia, a velocidade relativa doareaumidaderelativadoarambiente.Jasdenaturezapessoalso:otipode vestimenta(representadapeloseuisolamentotrmico)eotipodeatividadefsica executada (representada pelo metabolismo).Assim, o efeito combinado de todas estas variveis que determina a sensao de conforto ou desconforto trmico. 29 Aoanalisarasvariveispessoais,observamosqueavestimenta,utilizadapelo homem,dificultaaremoodecalordocorpo.Avestimentafuncionacomouma barreira interposta entre o corpo e o meio.Ou seja, quanto maior a resistncia trmica daroupa,tantomenorseroastrocastrmicasdocorpocomomeio.Aresistncia trmicadasroupasdependedotipodetecido,dafibra,domodelodefabricao,do ajuste do corpo, entre outros.O isolamento trmico da vestimenta (Iclo) medido em clo,doinglsclothing.Aunidadecloequivalea0,155m2C/W.Atabela2.1mostra alguns valores de Iclo para diferentes tipos de vestimenta. Tabela 2.1: Isolamento trmico e itens do vestirioPea de roupa Isolamento trmico I CL (clo) Pea de roupa Isolamento trmico I CL (clo) Roupa de baixoCalas calcinha, cueca0,03 closhorts0,06 clo camiseta sem manga0,04 cloleve0,20 clo camiseta manga curta0,09 clonormal0,25 clo Camisa-blusaVestido- saia mangas curtas0,15 closaia leve (vero)0,15 clo normal, mangas longas0,20 closaia pesada (inverno) 0,25 clo blusa leve, mangas longas0,15 clo camisa de flanela, mangas longas 0,30 clo vestidoleve, manga curtas 0,20 clo SueterPalet colete sem manga0,12 clopalet leve, de vero 0,25 clo sueter leve0,20 clojaqueta0,55 clo sueter pesado0,35casaco0,60 clo Diversos meias0,02 closapatos (sola fina)0,02 clo meias femininas de nylon0,03 closapatos (sola grossa) 0,04 clo Fonte: ISO 7730 - 1994 30 J, ao avaliar a atividade fsica, executada pelo homem, tem-se a ligao direta comoprocessometablicodocorpohumano.Assim,tem-seque,quantomaiora atividadefsicarealizada,tantomaiorserocalorgeradopormetabolismo.Atabela 2.2apresentaalgunsvaloresdemetabolismoparadistintasatividadesfsicas.O metabolismorepresentadopelaunidadeMet:1Met=58,2W/m2ou50Kcal/m2.h,e representaaenergiaproduzidanotempoporunidadedereasuperficialdocorpo; sendo assim, ela varivel com as caractersticas fsicas das pessoas. Tabela 2.2: Metabolismo para diferentes atividades AtividadeMetabolismo (Met) Reclinado0,8 Sentado, quieto1,0 Em p, sem esforo1,2 Atividade sedentria (escritrio, escola, laboratrio)1,2 Atividade em p ( shopping, laboratrio, indstria)1,6 Atividade mdia (trabalho pesado)2,8 Fonte: ISO 7730. 1994 Assim, tem-se que as condies de conforto trmico dependem de uma srie de variveis.Destaforma,paraavaliarascondiesdeconforto,oindivduodeveestar apropriadamentevestidoesemproblemasdesadeouaclimatao.Issolevouos especialistasdediversospasesadesenvolverumndicedeconfortoquepermita expressar, atravs de um nico parmetro, o efeito conjugado dos diversos fatores que determinam a sensao trmica humana. 31 2.3.1 ndices de conforto trmico para espaos abertos HumphreyseNicol(1998)classificamoestudocientficosobreoconfortoemdois grupos: ndicesracionais(outericos):aquelesqueavaliamastrocasdecalor,sob condies de laboratriondicesempricoseestatsticos:realizadosemcampo;relacionamestatisticamente a sensao trmica com as condies externas ao ambiente. NoinciodosculoXIX,naEuropa,foramrealizadososprimeirosestudos relacionadosaosndicestrmicos,devidosatividadesdemineraoedaindstria txtil implicar srios danos sade para os operrios, pelas suas condies insalubres. Jporvoltadosanos70,quehouveumagrandequantidadedeestudose experimentosacercaainteraodocorpohumanoeascondiesambientais.Estes estudosforamrealizadosprincipalmenteporhigienistasindustriais,engenheirosdear condicionados e engenheiros trmicos (mecnicos). Nogrupodendices,consideradoscomotericos,destaca-seorealizadopelo pesquisadorFanger(1972),apartirdeestudosrealizadosnaDinamarca.Fanger elaborouumaequaodeterminadaequaodeconforto,quepermite,atravsde umadeterminadacombinaodasvariveispessoais(tipodeatividadefsicae vestimenta),calculartodasascombinaesdasvariveisambientais(temperatura radiantemdia,umidaderelativa,velocidaderelativaetemperaturadoar)que produzem o conforto trmico. Comafinalidadedesimplificaraequaodeconforto,Fangerelaborouochamado DiagramadeConforto.ODiagramadeConfortorenedeumaformagrfica,as combinaesdasvariveisambientais(temperaturaradiantemdia,temperatura, umidadeevelocidaderelativadoar)epessoais(tipodevestimentaeatividade),que 32 resultam em conforto trmico. Assim, de acordo com o Diagrama de Fanger, somente possvelverificaraexistnciaounodoconfortotrmico.Noentanto,necessrio conhecerograudedesconforto,experimentadopelaspessoas,emambientescom condies diferentes daquelas de conforto trmico.Com este intuito, Fanger definiu um critrio para avaliar o grau de desconforto, relacionando as variveis que influenciam no confortotrmicocomumaescaladesensaotrmica,ochamadoVotomdio Estimado(VME).Aescaladovotomdiosimtrica,representandoovalor0(zero) comoneutralidadetrmicaevariandocomvaloresde1a3,sendoospositivos correspondendossensaesdecaloreosnegativoscorrespondendossensaes de frio. OutrosautoresadaptamomodelodeFangerscondiesexteriores(GAGGE, FOBELETS e BERGLUND 1986, BROWN e GILLESPIE ,1995). Com relao s pesquisas sobre conforto trmico em ambientes externos, Lois e Labaki (2001)afirmamquetaisestudossomaiscomplexosqueaquelasemambientes internos, uma vez que envolvem uma maior variao das condies climticas. Umestudorelevantesobrendices,emambientesexternos,foirealizadoporGivoni (1962 apud LOIS e LABAKI, 2001), na dcada de 60. O autor desenvolveu o ndice de StressTrmico,ummodelobiofsico,quelevaemcontaataxademetabolismo, diferentes vestimentas e a taxa de sudao. A primeira verso do ndice foi destinada a ambientes internos e um tipo de vestimenta (roupa leve de vero). Posteriormente, com a incluso de fatores como a radiao solar e abrangendo outros tipos de vestimenta, o ndice foi adaptado tambm para ambientes externos. Outro ndice para clculo do conforto trmico, adaptado s condies externas (HOPE, 1999)aTemperaturaFisiolgicaEquivalente(PET-PhysiologicalEquivalent Temperature),queconsideranosatemperatura,umidadeevento,mastambma temperatura radiante mdia e baseado na equao de equilbrio trmico humano em 33 estado de uniformidade. MonteiroeAlucci(2005ae2005b)apresentamumarevisodosndicesdeconforto trmicoemespaosexternos,dentreelesdestaca:ondiceHumidex,oModelo ClimticodeMichel, aFrmula deConfortoparaAmbientesExternos, a Temperatura NeutraaoExterior,aTemperaturaefetivapadroexterna.Atravsdacalibraode modelosdeprediodeconfortoexterno,MonteiroeAlucci(2006)verificarama aplicabilidade destes em espaos urbanos abertos na cidade de So Paulo, SP (Brasil).Diversosestudos,aolongodosanos,aplicaramosndicesdeconfortoemsituaes especficas,comafinalidadedeavaliarasensaodeconfortoemespaosurbanos abertos. 2.3.2Estudos de Conforto trmico nos espaos abertos Vriospesquisadoresprocuraramdefinir,objetivamente,comoasdiversas caractersticasdoelementodeestruturaurbanaeascondiesclimticasdoespao urbanoinfluenciamnasensaodeconfortotrmicodosindivduosnosespaos urbanos abertos.NagaraShimodaeMizuno(1996)realizaramumapesquisa,nacidadedeOsaka (Japo), com o objetivo de verificar a sensao trmica em espaos urbanos abertos. A pesquisafoirealizada,duranteoperododatarde,aproximadamentes15horas, mximadiurna.Oespaourbanodepedestrefoiescolhidoparaoestudodecaso, caracterizadopelascaladaseruassubterrneas(estaesdetremeshoppingno subsolo). Foram realizadas rotas a p e coletados dados de temperatura e umidade em diversospontos.Paralelamente,foramaplicadosquestionrioscomoobjetivode detectarasensaotrmicadosusuriosurbanos.Osresultadosmostramquea 34 sensao trmica dos entrevistados influenciada pelo tempo de exposio ao sol, e a sensao trmica mais desconfortvel concentra-se nas proximidades dos cruzamentos de vias. NotrabalhorealizadoporGivonieNoguchi(2000),emumparquenacidadede Yokohama, Japo, foi avaliada a relao da sensao trmica e a sensao global de conforto.Foramcoletadosdadossubjetivosedadosmicro-climticosdetemperatura doar,umidade,velocidadedoar,temperaturasuperficialdoentornoeradiaosolar.Apesquisautilizou-sedequestionrios,distribudosentrehomensemulheres,sob diferentescondies,durantealgunsdias,emquatroestaesdoano.Apartirdo levantamentodosdados,foipossveldesenvolverumaequaodepredioda sensao de conforto do indivduo em rea externa. RajaeVirk(2001)indicamqueasestratgiasdecondicionamentoambientalparao confortohumanoincluem:sol/sombra,controleradiante,ventoeevaporao/ humidificao. Katzschner, Bosch e Rttgen (2002) avaliaram como o comportamento das pessoas em espaos abertos, depende das condies de conforto trmico.A pesquisa foi aplicada em uma praa da cidade de Kassel, centro da Alemanha, e utilizou-se de medidas das condiesclimticas,combinadascomentrevistaseobservaesdocomportamento daspessoas, emespaosabertos. Ascondies deconforto trmico foramavaliadas atravs de um ndice de conforto PMV (Predicted Mean Vote).O resultado mostrou que ocomportamentoeapercepodaspessoassofortementeafetadospeloconforto trmico,masnosomentepelacorrelaocomoPMV.Aspessoas,nosespaos abertos, procuram lugares com diferentes caractersticas trmicas, de acordo com suas necessidades (lazer, relaxar, esperar pelo transporte pblico, entre outros). OutrostrabalhosquetambmutilizaramondicedeconfortoPMV(PredictedMean Vote) para avaliarem o conforto trmico, em ambientes externos, entre eles destacam- 35 se.Berger(2001);Dessi(2001);NikolopoulouBakereSteemers(2001);Zambrano Malafaia e Bastos (2006),Katzschner(2003),atravsdeumprojetodepesquisaeuropeu,analisouo comportamento das pessoas em conjunto com as condies microclimticas urbanas. O projetoavalioudiferentesregiesclimticaseuropias.Asvariveisclimticasforam combinadascomasentrevistascoletadas,emdiferentesestaesdoanocomo objetivo de estudar a influncia do comportamento das pessoas em condies trmicas diferentes.Oestudoconcluiuqueocomportamentodosindivduos,emespaos abertos,influenciadopeloefeitodaradiaosolaredavelocidadedovento. Independentemente da ocasio, as pessoas preferem situaes de calor moderado, em vezdeneutro,equilibradospelasvestimentas.Emcontrapartida,sentem-se desconfortveis,emtodasascidadesanalisadascomaltasvelocidadesdevento.Somenteemsituaesmuitoquentesaspessoasindicamoventocomosituao positiva para se refrescar, embora prefiram a sombra. Gaitani e Stathopoulos (2005) avaliaram as condies de conforto trmico em espaos urbanosabertos,nacidadedeAtenas(Grcia).Ascondiesdeconfortotrmico foramavaliadasemdozediferenteslugaresdacidade.Paraasanlises,foram avaliadosdoisndicesdeconfortoparareasexternas:oCOMFA(propostopor BROWN e GILLESPIE, 1995), o qual baseado balano trmico do indivduo, adaptado para ambientes externos, e o ndice de Sensao Trmica TS (proposto por GIVONI e NOGUCHI, 2000), baseado na equao de predio da sensao trmica confortvel e desconfortvelemreasexternas.Osdoisndicesindicaramqueascondiesde confortotrmicosomaisagradveis,emlugarescomaltaconcentraodereas verdesecorposdguas,comparadoscomespaosurbanoscomaltondicede construo. Estudosdeconfortotrmico,emespaosurbanosabertos,foramrealizadosem diferentesclimasesituaesclimticas:Ahmed(2003),nacidadedeDhaka 36 (Bangladesh), tropical quente-mido; Ochoa e Marincic (2005), em Hermosillo, Deserto deSonora,Mxico,climaquente-seco;Johansson,Grundstrm,Rosenlundstreet. (2001) na cidade de Fez (Marrocos), clima quente seco; Costa (2003) em Natal (Brasil), clima tropical-mido,Nestecontexto,osdiversosestudosmostramqueoconfortotrmico,emespaos urbanosabertos,influenciadoporumaextensagamadeparmetros,queincluem desdeavelocidadedoar,atemperatura,aumidaderelativa,aradiaosolar,a atividadeexecutadapeloindividuo,avestimenta,parmetrospessoais,entreoutros.Nesta pesquisa, o conforto trmico, em espaos urbanos abertos, ser investigado com oobjetivodeidentificarascondiesdeconfortoemdiferentessituaesurbanas.Comacompreensodosdiversosfatoresqueinfluenciamnoconfortotrmicodos espaosurbanosabertos,serpossvelsugerirdiretrizesdedesenhourbanocomo objetivo de melhorar a qualidade de vida dos usurios da cidade. 37 3. AMBIENTE URBANO DE ESTUDO: CAMPINAS, SP 3.1 Caractersticas gerais OmunicpiodeCampinasestsituadoasudoestedoestadodeSoPaulo,a 100kmdacapital,nascoordenadasgeogrficas:LatitudeS2253'20",LongitudeO 4704'40",ocupandoumreatotalde796,40Km2(permetrourbano388,90Km2e permetro rural de 407,50 Km2) e altitude mdia de 680 metros acima do nvel do mar. (CAMPINAS, 2006). 38 CampinassededeumaimportanteRegioAdministrativa,querene90 municpioseonderesidecercade15%dapopulaodoEstadodeSoPaulo.A populaototaldomunicpiodeaproximadamente1.026,000habitantes(IBGE, 2002).3.2 Caractersticas climticas Oclimadacidadetropicaldeatitude,comveroquenteemidoeinverno ameno e seco. Predominam os ventos na direo sudeste, com velocidade mdia de 3,0 m/ s. Chvatal (1998), atravs do mtodo expedito, determinou os perodos de vero e inverno da cidade de Campinas - SP utilizando-se de dados de temperatura mxima e mnimamdiasmensais,de1983a1997(15anos).Osdadosutilizadosforamdo postometeorolgicodoInstitutoAgronmicodeCampinas(IAC).Deacordocoma aplicao do mtodo obteve-se os meses de novembro, dezembro, janeiro, fevereiro e maroparaoveroejunho,julhoeagostoparaoinverno.Atabela3.1mostraas normaisclimatologiasdoperodode1998a2005.Operododeinvernoapresenta temperaturamdiamximade25,70C,temperaturamdiamnimade13,30C, amplitudetrmicade12,40Ceprecipitaomdiade77,56mm.Joperodode vero, mais mido que o inverno, apresenta amplitudes menores, em torno de 10,20 C (mdia entre os meses de vero), temperatura mdia mxima de 29,36 C, temperatura mdia mnima de 19,12 e precipitao mdia de 200,95 mm.Em relao umidade do ar, o ndice varia de 72,50% (agosto) a 85,0 % (fevereiro). 39 Tabela 3.1: Dados climticos da regio de Campinas. Perodo: 1998 a 2005 Ms Temp. Mdia Mxima (C) Temp. Mdia Mnima (C) Amplitude Mdia (C) Umidade relativa (%) Chuva Total (mm) Velocidade Ventos (m/s) JAN29,419,99,584,1287,02,4 FEV29,519,69,985,0202,62,6 MAR29,719,210,583,0138,72,8 ABR28,717,611,182,065,33,0 MAI25,614,111,581,786,63,1 JUN25,313,312,081,428,82,9 JUL24,812,712,178,828,73,1 AGO27,113,913,272,529,23,2 SET28,915,713,273,557,04,1 OUT31,917,314,677,9112,84,2 NOV29,017,811,278,0154,93,8 DEZ29,219,110,181,0221,53,1 Fonte: Instituto Agronmico de Campinas, 2006 3.3 Caractersticas da rea de estudo Paraarealizaodestetrabalhofoidelimitadaumareanaregiocentralda cidade,umavezqueelaseapresentacomumarealidadeurbanacomplexa,com diferentesconfiguraesdeusoeocupaodosolo.Estaregiosuficientemente diversificadaemtermosdeocupaoeusodosolo,sendo,portanto,apropriadaao estudo da escala climtica abordada neste trabalho.O subsistema termodinmico foi o estudado em uma escala mesoclimtica. DeacordocomoPlanoDiretordoMunicpiodeCampinas(CAMPINAS,2006), Lei Complementar n 15 de 27 de dezembro de 2006, a rea de estudo est localizada naMacrozona4.Adivisoterritorialpropostaparaomunicpioestabeleceu9 Macrozonas-MZ,quesedesdobramem34reasdePlanejamento(APs)eem77 UnidadesTerritoriaisBsicas(UTBs).Essadivisotemointuitodeavaliarcommaior detalhamentoasespecificidadesedemandasdecadaporoterritorialdacidade.O CaptuloIV,daestrututuraourbana,seoI,dasmacrozonoasdeplanejamentos define que: 40 Art.21-OMacrozoneamentotemporfinalidadeordenaroterritrio,darbase para a reformulao das reas de atuao dos gestores pblicos e possibilitar a definiodeorientaesestratgicasparaoplanejamentodaspolticas pblicas,programaseprojetosemreasdiferenciadas,objetivandoo desenvolvimento sustentvel do Municpio,IVMACROZONA4readeUrbanizaoPrioritriaAUP:reaurbana intensamenteocupada,ondesefazemnecessriasaotimizaoe racionalizaodainfraestruturaexistente,oequacionamentodasreasde subhabitaoeoincentivomescladeatividadeseconsolidaodesubcentros; Afigura3.1mostraadivisodasMacrozonasdoMunicpiodeCampinas,em destaque a rea de estudo inserida naMacrozona 4.A figura 3.2 destaca as UTBs da Macrozona4.Verifica-sequeareadeestudolocaliza-senasUTB27-Jd.N.Sra. Auxiliadora/TaquaralinseridanaAP17-Taquaral/Jd.N.Sr.Auxiliadora;eparteda UTB30Guanabara eUTB 31-Cambuinseridana AP21-Centro/Cambu/Bosque /Guanabara. Na figura 3.3 tem-se a caracterizao da rea de estudo. Figura 3.1: Macrozonas do Municpio de Campinas Fonte: CAMPINAS, 2006 REA DE ESTUDO 41 Figura 3.2: Detalhe da Macrozona 4 do Municpio de Campinas e respectivas reas de Planejamento (AP) e Unidades Territoriais Bsicas (UTB) Fonte: CAMPINAS, 2006 Figura 3.3: Macrozona 4 do Municpio de Campinas rea de Urbanizao Prioritria (AUP) Fonte: CAMPINAS, 2006 REA DE ESTUDO REA DE ESTUDO 42 AMacrozona4possuiumareatotalde159,137Km2.Sendoqueareade estudoocupaaproximadamente10Km2.Constitui-seporterrenoscolinososondulados einclinados,colinosossuavementeonduladosecolinososondulados.Estazona contmomaiornmerodebairrospredominantementedeclassemdiaealta, concentrandoomaiornmerodeatividadesurbanasdomunicpio.Ocentrourbano consolidadoapresentagrandediversidadedeatividadeseequipamentosurbanos.Nolimitenorte dareadeestudoest oParquePortugal,importantecentrode lazereprticadeesportesdomunicpio(figura3.4).OParquePortugal,possuiuma readeaproximadamente648.409,00m(seiscentosequarentaeoitomil, quatrocentosenovemetrosquadrados),comreainundadade65.830,00m (sessenta e cinco mil, oitocentos e trinta metros quadrados). AnexoaoParquePortugalestoBairroGuanabara,comuso predominantemente com residncias trreas, e em algumas regies observa-se mescla de usos, mas no to intensa.A regio apresenta fort