A Influência do Fator de Visão do Céu em Área Residencial de Baixa Densidade.

PROGRAMA INTEGRADO DE INICIAÇÃO CIENTÍFICA (PIC) PERÍODO DE AGOSTO/2015 A JULHO/2016 RELATÓRIO FINAL DE ATIVIDADES PLANO DE TRABALHO DE INICIAÇÃO CIENTÍFICA

A Influência do Fator de Visão do Céu em Área Residencial de Baixa Densidade.

Carolina Leonhardt de Campos Ferranti RA 13092762 Faculdade de Arquitetura e Urbanismo

Orientadora: Prof(ª). Dr(ª). Cláudia Cotrim Pezzuto Grupo de pesquisa: Eficiência Energética Linha de pesquisa: Sustentabilidade de Sistemas de Infraestrutura Urbana Faculdade de Arquitetura e Urbanismo

Modalidade:

(

) PIBIC/CNPq

(X) FAPIC/Reitoria (

) FAPESP

(

) Outra Agência: ____________

Campinas (SP), Agosto, 2015.

PONTIFÍCIA UNIVERSIDADE CATÓLICA DE CAMPINAS – RELATÓRIO PARCIAL DE INICIAÇÃO CIENTÍFICA

1

1. Desenvolvimento do Plano de Trabalho de Iniciação Científica

1.1. Atividades Previstas no Cronograma Original

As atividades propostas no cronograma original estão representadas na tabela abaixo (Tabela 1). Conforme o cronograma, os itens marcados na cor cinza representam as fases que foram desenvolvidas.

MÊS 12

MÊS 11

MÊS 10

MÊS 9

MÊS 8

MÊS 7

MÊS 6

MÊS 5

MÊS 4

MÊS 3

MÊS 2

MÊS 1

Tabela 1: Cronograma da pesquisa

Etapa 1 2 3 4 5 6 7

Fase 1: Embasamento teórico: Consiste no aprofundamento teórico desenvolvido ao longo da pesquisa.

Fase 2: Escolha dos pontos de análises serão selecionados pontos de análises na cidade de Campinas. Estes pontos estarão inseridos em áreas urbanas já estudas pela professora orientadora.

Fase 3: Caracterização da geometria urbana na área de estudo e dos pontos de coleta de dados; Será realizado um levantamento de dados sobre a área de estudo a partir da verificação in loco, e mapas documentais da área.

Fase 4: Levantamento de dados climáticos: nesta fase serão compilados os dados climáticos dos pontos de análise. Para tanto, serão considerados os dados já coletados em pesquisas anteriores, banco de dados da professora orientadora.

Fase 5: Estimativas do fator de visão do céu: Para tanto será utilizado o método

fotográfico com o uso da câmera fotográfica digital com lente olho-de-peixe. Esta câmera está disponível no Laboratório de Conforto Ambiental.

Fase 6: Integração dos resultados: Neste momento será avaliada a integração dos resultados climáticos e o fator de visão do céu.

Fase 7: Elaboração de relatórios e artigos científicos.

1.2. Atividades Realizadas e Justificativas

Durante todo o desenvolvimento da pesquisa, a bolsista participou de reuniões semanais com a orientadora. Nas reuniões foram apresentados artigos e teses a fim de obter um embasamento teórico sobre o tema de estudo. Também durante este período a bolsista participou das aulas programadas pela orientadora de aprendizagem de utilização da câmera fotográfica digital olho-de-peixe e do software RayMan. Este programa junto aos resultados obtidos pelas fotografias da câmera, serão utilizados para o processo de estimativa do fator de visão do céu (FVC).

No mês de setembro de 2015 ocorreu o XX Encontro de Iniciação Científica e V Encontro de Iniciação e Desenvolvimento Tecnológico e Inovação, no qual houve participação da bolsista com apresentação de pôster.

Simultaneamente a presente pesquisa, a aluna bolsista participou como monitora do XIII Encontro Nacional e IX Latino-Americano de Conforto no Ambiente Construído (ENCAC/ENLAC), realizado em outubro deste ano na Pontifícia Universidade Católica de Campinas. O certificado encontra-se no ANEXO 2 item 5.

Durante o período deste relatório a aluna desenvolveu as seguintes atividades: •

Embasamento teórico, com o aprofundamento teórico desenvolvido ao longo da pesquisa (ANEXO 1).

•

Escolha dos pontos de análises na cidade de Campinas.

•

Caracterização da geometria urbana na área de estudo e dos pontos de coleta de dados, realizando um levantamento de dados sobre a área de estudo a partir da verificação in loco, e mapas documentais da área.

•

Levantamento de dados climáticos: nesta fase serão compilados os dados

climáticos dos pontos de análise.

•

Estudo do fator de visão do céu, utilizando o método fotográfico com o uso da câmera fotográfica digital com lente olho-de-peixe.

•

Integração dos resultados climáticos e do fator de visão do céu.

•

Elaboração de relatórios.

O desenvolvimento desta pesquisa obteve um bom desempenho, ou seja, todas as etapas previstas no cronograma foram cumpridas.

2. Produção Técnico-Científica Associada

2.1. Produção sob a forma de artigo científico em coautoria com o orientador.

“Não há produção associada sob a forma de artigo científico em coautoria com o orientador “.

2.2. Participação em Sessões de Comunicação Oral e Painéis de Eventos Científicos.

Participação do XX Encontro de Iniciação Científica e V Encontro de Iniciação e Desenvolvimento Tecnológico e Inovação, Pontifícia Universidade Católica de Campinas, realizado no período de 22 a 23 de setembro de 2015. A figura 1 ilustra o pôster apresentado Forma de Apresentação: Apresentação de Painéis.

INFLUÊNCIA DO FATOR DE VISÃO DO CÉU EM ÁREA RESIDENCIAL DE BAIXA DENSIDADE

!

Aluna: Carolina Leonhardt de Campos Ferranti (e-mail: carol_ferranti@icloud.com) Orientadora: Profa. Dra. Claudia Cotrim Pezzuto (e-mail: claudiapezzuto@puc-campinas.edu.br) Grupo de Pesquisa: Eficiência Energética Linha de Pesquisa: Sustentabilidade de Sistemas de Infraestrutura Urbana

Introdução As diferenças de temperatura no meio urbano são influenciadas por diversos parâmetros da geometria urbana, vários estudos têm demonstrado uma boa correlação destes (MONTEZUMA, PEZZUTO, ALCANTARA, 2014, PEZZUTO, 2007, KYOTA et al., 2006). Outros estudos relatam a relação entre a configuração do céu (sky view factor) e as variações térmicas. Segundo Oke (1981), a configuração do céu é uma medida (ou índice) que revela o quanto de céu disponível existe sobre determinado ponto da superfície terrestre para que se realizem as trocas de energia naquele ponto. Alguns estudos relacionaram as condições térmicas urbanas com o fator de visão do céu (FVC) como Leme, Pedrotti e Souza (2005), Souza et. al (2010), Silva, (2011).

Objetivo

Coleta de Dados Piloto Como coleta de dados piloto foram escolhidos 2 pontos para análises iniciais na cidade de Campinas, sendo BM ponto instalado em local de baixa densidade com vegetação considerável (R. Doutor Emílio Dias, Cambuí) e BS instalado em área de baixa densidade com pouca vegetação (R. Ferreira Penteado, Centro) (Figuras 1,2,3 e 4).

Figura 1: Pontos de análises - Fonte: GOOGLE EARTH, 2015.

Figura 2: Ponto BS.

Este trabalho tem como principal objetivo avaliar a relação entre a configuração do céu (sky view factor) e as variações térmicas como ferramenta de análise e suporte a avaliação do clima urbano.

•

`

Metodologia Específica

A pesquisa será realizada na cidade de Campinas, SP. Assim, este estudo dará continuidade a pesquisas anteriores da orientadora a qual analisou a influencia da estrutura urbana com a temperatura do ar através de medições experimentais.

Dessa forma, a presente pesquisa realiza avanços nas análises com a proposta de avaliar o microclima da área de estudo através da relação entre ambiente térmico e fator de visão do céu. Para tanto, estão previstas as seguintes fases, representadas na tabela 1: Tabela 1: Fases das proposta de análise.

FASES% Fase 1: Embasamento teórico.!

DESCRIÇÃO% Consiste no aprofundamento teórico desenvolvido ao longo da pesquisa.!

Fase 2: Escolha dos pontos de análises.! Serão selecionados pontos de análises na cidade de Campinas. Estes pontos estarão inseridos em áreas urbanas já estudas pela professora orientadora.

Fase 3: Caracterização da geometria Será realizado um levantamento de urbana na área de estudo e dos pontos dados sobre a área de estudo a partir da de coleta de dados.! verificação in loco, e mapas documentais da área.

Fase 4: Levantamento de dados Nesta fase serão compilados os dados climáticos.! climáticos dos pontos de análise. Para tanto, serão considerados os dados já coletados em pesquisas anteriores, banco de dados da professora orientadora.

Fase 5: Estimativas do fator de visão do Para tanto será utilizado o método céu.! fotográfico com o uso da câmera fotográfica digital com lente olho-depeixe. Esta câmera está disponível no Laboratório de Conforto Ambiental.

Fase 6: Integração dos resultados.!

Neste momento será avaliada a integração dos resultados climáticos e o fator de visão do céu.

Fase 7!

Elaboração de relatórios e artigos científicos.

Figura 4: Ponto BS - R. Ferreira Penteado.

Figura 3: Ponto BM - R. Dr. Emílio Dias.

Cronograma O cronograma desta pesquisa é mostrado na tabela 2, a seguir.

Tabela 2: Cronograma da pesquisa.

!!Mês Fase!1 !!

Fase!2 !!

Fase!3 !!

Fase!4 !!

Fase!5 !!

Fase!6!

Fase!7 !!

1

2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 !! !! !! !! !! !! !! !! !! !! !! !! !! !! !! !! !! !! !! !! !! !! !! !! !! !! !! !! !! !!

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!!

Resultados Esperados Espera-se que este estudo forneça subsídios e indicativos para subsidiar a tomada de decisão no planejamento urbano através do aprofundamento do conhecimento na análise do ambiente térmico urbano e a relação do fator de visão do céu.

Referências Bibliográficas KIYOTA, N. et al.. Observations research on the heat island countermeasure with the land and sea breeze of coast city. Part 1 The research on the effect of geometry urban canyon on the city temperature. In: 6th INTERNATIONAL CONFERENCE ON URBAN CLIMATE. Anais…

Göteborg, Sweden, p. 474-477, 2006.

LEME, F.T., PEDROTTI, F.S. e SOUZA, L.L.C. Desempenho térmico urbano em função da geometria gerada pelas edificações. In: 1º CONGRESSO LUSO BRASILEIRO PARA O PLANEJAMENTO URBANO REGIONAL INTEGRADO SUSTENTÁVEL, PLURIS, Anais...São Carlos, 2005.

MONTEZUMA, R. C. M. ; PEZZUTO, C. C. ; ALCANTARA, C. M. . Análise microclimática na interface de áreas vegetadas e edificadas. In: Dr. Charlei Ap. Silva (UFGD); Dr. Edson Fialho (UFV) ; Drª Ercilia Steinke (UNB). (Org.). Experimentos da climatologia aplicada. 1ed.: UFGD, 2014, v. , p. 217-233.

OKE, R. T. Canyon geometry and the nocturnal urban heat island: comparison of scale model and field observations, Journal of Climatology, n. 1, 1981 p. 237-254.

PEZZUTO, C. C.. Avaliação do ambiente térmico nos espaços urbanos abertos: Estudo de caso em Campinas, SP. Tese (Doutorado em Engenharia Civil) Faculdade de Engenharia Civil, Arquitetura e Urbanismo, Universidade de Campinas, Campinas, 2007.

SILVA, E. S. Análise do ambiente térmico urbano através do fator de visão do céu: estudo em São José dos Campos, SP. Dissertação de Mestrado Faculdade de Engenharia Civil, Arquitetura e Urbanismo, Universidade de Campinas, Campinas, 2011.

SOUZA, Léa Cristina L.; TENTE, Cezar M.; GIUNTA, Mariene B.; NAKATA, Camila. Fator de visão do céu e intensidade de ilhde calor na escala do pedestre. Ambiente Construído, v.10, n.4, p.155-167, out./dez. 2010. ENTAC: Porto Alegre, 2010.

Apoio: FAPIC/REITORIA

Figura 1: Pôster apresentado no XX Encontro de Iniciação Científica e V Encontro de Iniciação e Desenvolvimento Tecnológico e Inovação, Pontifícia Universidade Católica de Campinas 2.3. Demais produções técnico-científicas desenvolvidas Em co-autoria com a orientadora foi publicado um resumo simples no XX Encontro de Iniciação Científica e V Encontro de Iniciação e Desenvolvimento Tecnológico e Inovação, realizado no período de 22 e 23 de setembro de 2015. A figura 2 mostra o resumo apresentado.

FERRANTI, C. L. C.; PEZZUTO, C. C. - A influência do fator de visão do céu em área residencial de baixa densidade. In: XX Encontro de Iniciação Científica e V Encontro de Iniciação e Desenvolvimento Tecnológico e Inovação. PUC Campinas, 2015.

CAROLINA LEONHARDT DE CAMPOS FERRANTI IC152376 - A INFLUÊNCIA DO FATOR DE VISÃO DO CÉU EM ÁREA RESIDENCIAL DE BAIXA DENSIDADE Código:

IC152376

Título do Plano de Trabalho de IC:

A INFLUÊNCIA DO FATOR DE VISÃO DO CÉU EM ÁREA RESIDENCIAL DE BAIXA DENSIDADE

Aluno:

CAROLINA LEONHARDT DE CAMPOS FERRANTI

Faculdade:

Faculdade de Arquitetura e Urbanismo

E-mail:

carolina.lcf@puccampinas.edu.br

Docente:

CLAUDIA COTRIM PEZZUTO

E-mail:

claudiapezzuto@puc-campinas.edu.br

Grupo de Pesquisa:

EFICIÊNCIA ENERGÉTICA

Linha de Pesquisa:

PLANEJAMENTO INTEGRADO E GESTÃO DE SISTEMAS DE INFRAESTRUTURA URBANA / SUSTENTABILIDADE DE SISTEMAS DE INFRAESTRUTURA URBANA

Centro:

CEATEC

Resumo:

A presente pesquisa aborda a relação entre fator de visão do céu (sky view factor) e as variações térmicas como ferramenta de análise e suporte a avaliação do clima urbano. O fator de visão do céu revela o quanto de céu disponível existe sobre determinado ponto da superfície terrestre para que se realizem as trocas de energia naquele ponto. Para estudo de caso serão selecionados pontos de referências em um recorte urbano na cidade de Campinas, SP. Será realizado um levantamento de dados sobre a área de estudo a partir da verificação in loco. Para tanto será utilizado o método fotográfico com o uso da câmera fotográfica digital com lente olho-de-peixe. Espera-se que este estudo forneça subsídios e indicativos para subsidiar a tomada de decisão no planejamento urbano através do aprofundamento do conhecimento na análise do ambiente térmico urbano e a relação do fator de visão do céu.

Área-Subárea:

Ciências Exatas e da Terra; Engenharias - Engenharia Civil

Modalidade:

FAPIC/Reitoria

Palavras chave:

ambiente térmico urbano, fator de visão do céu, Ilha de calor urbana

Figura 2: Resumo publicado no XX Encontro de Iniciação Científica e V Encontro de Iniciação e Desenvolvimento Tecnológico e Inovação.

3. Parecer do orientador sobre o desempenho do aluno Orientadora: Profa. Dra. Cláudia Cotrim Pezzuto

ANEXO 1

Fator de Visão do Céu em Área Residencial de Baixa Densidade.

Carolina Leonhardt de Campos Ferranti (1) e Claudia Cotrim Pezzuto (2)

(1) Aluna de Iniciação Científica da Faculdade de Arquitetura e Urbanismo – CEATEC – Pontifícia Universidade Católica de Campinas, Brasil.

(2) Prof. Dra. da Faculdade de Engenharia Civil – CEATEC – Pontifícia Universidade Católica de Campinas, Brasil

RESUMO: Este trabalho tem como principal objetivo avaliar a relação entre a configuração do céu (sky view factor) e as variações térmicas como ferramenta de análise e suporte a avaliação do clima urbano. Desse modo, três pontos de coleta foram selecionados na área de estudo durante o período de inverno, em dias estáveis e sem precipitação.

Para os estudo foram coletados dados de temperatura do ar e umidade relativa, analisando a influência do fator de visão do céu nas áreas de baixa densidade construída, arborizadas ou não, sobre o clima urbano. Os resultados demonstraram a influência do fator de visão do céu na atenuação climática.

Palavras-chave: clima urbano, ilha de calor urbana, cânion urbano, fator de visão do céu.

1. INTRODUÇÃO

A morfologia urbana exerce papel fundamental no desempenho ambiental dos espaços construídos, podendo representar uma contribuição determinante tanto para a qualidade ambiental dos espaços interiores e exteriores, como para o potencial de produção de energia nas cidades. Várias pesquisas têm sido desenvolvidas recentemente no sentido de medir o impacto da forma dos edifícios urbanos em termos de sua implicação para a sustentabilidade das cidades. A fim de estabelecer relações entre os diferentes atributos que definem a forma construída dos edifícios e as variáveis físicas do meio ambiente, têm-se enfatizado bastante sobre o uso de algumas métricas espaciais. (MARTINS, ADOLPHE, BASTOS, 2013).

Considerando a relevância do fator de visão do céu (FVC) como indicador do nível de urbanização local, a presente pesquisa aborda a relação entre a configuração do céu (sky view factor) e as variações térmicas como ferramenta de análise e suporte a avaliação do clima urbano, em áreas residenciais de baixa densidade sobre a influência da presença e ausência de vegetação no microclima urbano na cidade de Campinas, SP. Este trabalho tem como principal objetivo avaliar a relação entre a configuração do céu (sky view factor) e as variações térmicas como ferramenta de análise e suporte a avaliação do clima urbano.

O clima influencia fortemente os ambientes físicos e biológicos de que dependem as diferentes sociedades. O estudo do clima permite transpor os efeitos climáticos em custos econômicos, saúde, segurança e bem-estar. A aplicabilidade do conhecimento climatológico com vista a encontrar soluções de problemas práticos que afetam a humanidade pode ser feita em diferentes contextos, de entre os quais podemos salientar a aplicação da climatologia ao planejamento urbano e a aplicação da climatologia ao planejamento e preservação ambiental (FREITAS, 2013) Silva (2011) relata que, por a geometria urbana ser uma das principais variáveis envolvidas nas alterações climáticas e térmicas de uma região, esta deve ser desenvolvida com base em princípios que levem em consideração características específicas locais como, topografia, padrões de vento, temperatura, umidade, insolação e obstrução do céu.

Givoni (1998) relaciona alguns fatores da estrutura da cidade que influenciam no clima urbano, dentre eles os principais são a localização da cidade na região, o tamanho da cidade, a densidade da área construída, uso do solo urbano, altura dos edifícios, orientação e largura das ruas, subdivisão dos lotes, os efeitos dos parques e outras áreas verdes e o desenho especial de detalhes dos edifícios que afetam as condições externas.

Martins, Adolphe e Krause (2013) utilizam indicadores para a caracterização ambiental e analise climática dos cenários urbanos. Segundo os autores, os principais elementos são: a densidade construída, a compacidade, a contiguidade, o fator de visão do céu (FVC) e o prospecto médio.

Desse modo, Ribeiro, Carvalho e Santos (2010) apontam que, a verticalização e o adensamento urbano, podem provocar alterações negativas no balanço energético, alterando o clima local e ocasionando as ilhas de calor.

Segundo Pezzuto (2007) a formação da ilha de calor é influenciada por diversos fatores, destacando-se: a diminuição do resfriamento, (causados pela diminuição das áreas verdes, da impermeabilização do solo e do transporte da água de chuva pela canalização), geração de calor através de processos industriais, trânsito; além das propriedades térmicas dos edifícios e dos materiais de pavimentação que absorvem energia durante o dia, e à noite emitem energia de onda longa, tendo como consequência o aumento da temperatura noturna.

Souza. et al (2010) ressalta a importância do fator de visão do céu (FVC), um parâmetro adimensional que indica uma relação geométrica entre a terra e o céu e representa uma estimativa da área visível do céu, que por sua vez, apresenta uma temperatura inferior a da superfície terrestre, sendo elemento essencial no balanço de energia. A projeção de edificações, elementos ou equipamentos urbanos, na abóboda celeste representam uma fração do céu por ela obstruída para o observador.

Outros estudos relatam a relação entre a configuração do céu (sky view factor) e as variações térmicas. Alguns estudos relacionaram as condições térmicas urbanas com o fator de visão do céu (FVC) como Leme, Pedrotti e Souza (2005), Souza et. al (2010), Souza, (2011), Silva, (2011).

Amorim, Pedrosa e Carvalho (2014) apresentaram resultados positivos quanto ao uso de imagens geradas pela lente olho-de-peixe, demonstrando ser um método confiável, permitindo uma rápida verificação da área, com a vantagem de não exigir o levantamento físico do entorno e, ainda, de registrar todos os elementos de obstrução da abóbada celeste.

Apesar da importância do FVC na capacidade do ambiente em dispersar a radiação térmica acumulada, os estudos realizados até o momento relatam , principalmente em locais de clima quente, que o fator de visão do céu exerce importância também no ganho de radiação solar direta, que, por conseguinte, influenciará não apenas a ilha de calor noturna, mas a diurna, chamada por alguns autores de stress térmico diurno.

(RIBEIRO, FÍDELIS , CARVALHO, 2008).

O procedimento desenvolvido por Villela (2007) mostrou-se capaz de simular as alterações das variáveis climáticas em função da alteração das variáveis urbanas.

Através do estabelecimento de uma relação empírica entre as variáveis de temperatura, umidade reativa, massa construída e o fator de visão do céu em cenários diferentes (Belo Horizonte e Nova Lima, MG). Seus resultados apontam para uma tendência de ocorrer alterações mais significativas nas variáveis climáticas em áreas onde o adensamento e a verticalização são mais vigorosos, o que pode acarretar em um aumento significativo no consumo de energia e uma série de problemas de saúde para a população, que vão além do desconforto térmico.

Nas ultimas décadas, foi realizado um avanço significativo na tentativa de calcular e analisar padrões espaciais que ajudassem na caracterização urbana. Entretanto Souza. et al (2010) aponta que, em pontos de observação onde o fator de visão do céu era baixo, não foi desenvolvido ilhas térmicas mais intensas. Resultado que enfatiza a dificuldade em ser obtido respostas simplificadas para os fenômenos térmicos ocorridos no espaço urbano e a complexidade do assunto.

Outro obstáculo do tema esta aquisição de uma câmera e lente olho-de-peixe, uma vez que exige um alto investimento financeiro podendo impossibilitar a adoção dessas ferramentas por alunos e profissionais do mercado de arquitetura e urbanismo.

2. OBJETIVO

Este trabalho tem como principal objetivo avaliar a relação entre a configuração do céu (sky view factor) e as variações térmicas como ferramenta de análise e suporte a avaliação do clima urbano.

3. METODOLOGIA A pesquisa foi realizada no bairro Cambuí na cidade de Campinas, interior do Estado de São Paulo. O município ocupa uma área total de 796,4 Km2, da qual 49% encontra-se dentro do perímetro urbano, com uma população aproximada de 1.091.946 habitantes e situa-se nas coordenadas geográficas 22°54'5.95" de Latitude Sul e 47° 3'15.27" de Longitude Oeste, a uma altitude de 691 metros acima do nível do mar e a aproximadamente 100 km da capital. A proposta é avaliar o microclima da área de estudo através da relação entre ambiente térmico e fator de visão do céu.

Foram selecionados três pontos no bairro, tendo como critério o adensamento construído, baixa densidade, buscando configurações semelhantes, com o objetivo de verificar se existe influência do fator de visão do céu nas variáveis climáticas monitoradas. Portanto, buscou-se pontos que apresentassem média densidade, sem a presença de vegetação (P01), baixo adensamento com a presença de vegetação (P02) e maior concentração de edifícios baixos, com vegetação (P03).

Os itens a seguir detalham todas as etapas da pesquisa.

3.1 Escolha dos Pontos de Análises

A escolha dos pontos foram feitos juntamente com a pesquisa da aluna Lígia Muniz, atualmente aluna de mestrado de Sistema de Infraestrutura Urbana. Assim o recorte da área de estudo (Figura 1), foram instalados três pontos de medição fixa para as coletas das variações de temperatura e umidade. O ponto P1 localiza-se na Rua Guilherme da Silva, 300 e é caracterizado como de densidade construída equilibrada, com edifícios

altos e de baixa altura; o ponto P2 localiza-se na Rua Dr. Emílio Ribas, 710 e é caracterizado como de densidade construída baixa; o ponto P3 fica localizado na Rua Ferreira Penteado, 1205 e, também, é caracterizado como de baixa densidade construída, com predominância de edifícios de baixa altura.

A Figura 2 mostra a

localização dos pontos de coleta.

Figura 1: Foto aérea da cidade de Campinas, SP, com a localização da área de estudo. Fonte: Google Earth (acessado em: 20 jan. 2016)

Figura 2: Imagem aproximada da área de estudo, com pontos de medição fixa para as coletas das variáveis climáticas. Fonte: Google Earth (acessado em: 06 julho 2016) Os equipamento de medição fixa de temperatura do ar, registraram os dados climáticos do período de 18 agosto de 2015 à 23 de setembro de 2015, coletados para

analise comparativa do fator de visão do céu (FVC), elemento gerado através da foto com a lente olho-de-peixe, utilizada como arquivo de entrada no programa de simulação computacional RayMan. As estações foram instaladas, como mostra Figura 3, no interior do cânion urbano, no recuo frontal de um dos lados da quadra. Evitou-se a proximidade com obstáculos como muros e paredes, sendo que as estações foram fixadas sempre na entrada no lote. A altura de instalação variou de três a quatro metros, de acordo com as limitações de cada ponto, porém respeitando a camada limite urbana.

Figura 3: Equipamento de medição fixa de temperatura do ar instalado.

Fonte: MUNIZ, Lígia Parreira.

Para este experimento foram coletados dados de temperatura do ar e umidade relativa do ar. A coleta foi realizada com registros contínuos de 20 em 20 minutos. A coleta contemplou medições de temperatura e umidade relativa através do instrumento Testo 174H (Mini datalogger), conforme mostra o Quadro 1 abaixo. Todos os equipamentos foram instalados dentro de protetores que evitam a incidência direta de radiação solar e também a proteção contra intempéries.

Quadro 1: Sensor de temperatura e umidade do ar, Testo 174H (Mini datalogger).

Instrumento

Parâmetro

Frequência de

medido

medição

Temperatura do ar Umidade

A

cada

Localização

20

minutos

relativa do ar

Precisão

Medida fixa ±0,5 °C (-20 a +70 °C) ±3 %rF (2 a +98 %rF)

Texto 174H

3.2 Caracterização da Geometria Urbana na Área de Estudo e dos Pontos de Coleta de Dados

Para a caracterização dos pontos de coleta foram definidas as características referentes a uso e ocupação do solo (percentuais de áreas construídas, verdes e pavimentadas) e gabarito médio das edificações. O objetivo foi avaliar a relação das ocupações com as variações climáticas e com o fator de visão do céu em cada ponto.

O quadro 02 descreve a caracterização dos pontos de coleta.

Rua Ferreira Penteado, 1205

Rua Dr. Emílio Ribas, 710 Ponto 3

Ponto 2

Rua Guilherme da Silva, 300

Foto Aérea Ponto 1

Foto da Área

FVC = 0,296

FVC = 0,324

FVC = 0,112

Foto “Olho de Peixe”

Área de baixa densidade, predominantemente comercial com edifícios baixos (1/2 pavimentos).

Arborizada.

Cobertura do solo: paralelepípedo. Materiais de construção: predominantemente em telhas cerâmicas e cimenticias, pedra, tijolo e concreto.

Altitude: 692m.

Área de baixa densidade, predominantemente comercial com edifícios baixos (1 pavimento). Arborizada.

Cobertura do solo: vias pavimentadas em asfalto.

Materiais de construção: predominantemente em telhas cerâmicas, com pouca porcentagem de telhas cimentícias, tijolo. Altitude: 676 m.

Caracterização Área de média densidade, com edifícios residenciais (8 pavimentos) e comerciais (1 pavimento). Pouco arborizada. Cobertura do solo: vias pavimentadas em paralelepípedo. Materiais de construção: predominantemente em telhas cerâmicas, com alguns focos de telhas cimentícias, pedra, tijolo e concreto. Altitude: 682m.

Quadro 2: Caracterização dos pontos de coleta

4. ANÁLISES DOS RESULTADOS

Durante a realização desta pesquisa, foi feito o embasamento teórico sobre o tema, o qual foi abordado a relação entre a configuração do céu (sky view factor) e as variações térmicas como ferramenta de análise e suporte a avaliação do clima urbano.

Várias pesquisas vem sendo desenvolvidas referentes ao estudo do clima urbano das cidades da atualidade, a fim de estabelecer relações entre, o que pode representar, uma obstrução na abóboda celeste, que, em termos geométricos, seria, qualquer edificação, equipamento urbano ou elemento pertencente ao plano do observador.

A partir destes estudos, é possível observar a existência de diversos efeitos ocasionados pelo adensamento e geometria urbana relacionados com o acesso solar, ventilação e iluminação das edificações. Dentre esses efeitos, pode-se citar o fenômeno de Ilhas de Calor Urbanas, o qual é descrito pela ocorrência de temperaturas mais altas nos centros urbanos quando comparadas às encontradas nas áreas rurais de seu entorno. Desse modo, estes estudos têm sido conduzidos de maneira a fornecer subsídios e indicativos para subsidiar a tomada de decisão no planejamento urbano através do aprofundamento do conhecimento na análise do ambiente térmico urbano e a relação do fator de visão do céu.

Nesse sentido, este estudo analisa a influência da estrutura urbana com a temperatura do ar, através de medições experimentais. Dessa forma, a presente pesquisa realiza avanços nas análises com a proposta de avaliar o microclima da área de estudo através da relação entre ambiente térmico e fator de visão do céu. Desse modo, utilizou-se diferentes cenários para a área de estudo com ênfase na densidade construída e na densidade da vegetação, com o objetivo de avaliar a relação entre a configuração do céu e as variações climáticas urbanas. Avaliando a influência da vegetação e da densidade construída no microclima desta área, através de analises comparativas das variações climáticas e do fator de visão do céu. Assim, o resultado das imagens fornecidas pela câmera olho-de-peixe junto ao programa RayMan e os dados obtidos pelo Sensor de Umidade e Temperatura foram analisados com as características reais da área de estudo, obtendo-se subsídios para uma analise comparativa proveitosa.

Durante o período de realização das fases previstas para esta pesquisa foi muito importante o entendimento do tema através do embasamento teórico, além de simultaneamente realizar o contato com o programa computacional RayMan e o manuseio da câmera olho-de-peixe utilizada neste estudo, com a orientação da professora orientadora. O processo de escolha e caracterização da área de estudo também foi importante para a realização da etapa final de integração dos resultados, e para o conhecimento mais aprofundado das características urbanas, como as alturas das edificações, os materiais utilizados na cobertura do solo e a existência ou não de vegetação na área.

Produziu-se as estimativas do fator de visão do céu dos três recortes circulares, a análise climática dos três pontos de caracterização do bairro Cambuí e analise dos dados climáticos. A análise climática foi feita somente para o período de inverno.

4.1 Estimativas do Fator de Visão do Céu

Em complemento à análise climática, foi obtido o fator de visão do céu (FVC) de cada um dos pontos de coleta de dados, por meio das fotos “olho de peixe” e inserção destas no programa RayMan, fator que indica o acesso solar à região, dadas as obstruções do céu no local, como árvores e edifícios. As observações indicaram maior acesso solar para o ponto P2, que apesar de possuir o cânion vegetado, tem baixa densidade construída (FVC = 0,324) e menor para o ponto P1, de maior densidade construída e presença de vegetação no cânion (FVC = 0,112).

O Quadro 3 caracteriza os 3 pontos (P1, P2 e P3) a partir de um raio de 200 m no entorno dos pontos de medições. Com base na análise visual da imagem aérea e visitas in loco, distinguiu-se dentro do recorte a porcentagem de área permeável, pavimentada e construída, sendo de 1 a 2, de 3 a 4 e de 6 ou mais pavimentos.

Pode-se constatar que, todos os pontos apresentam uso do solo semelhante, sendo a maior parte destinada às construções, variando de 52,17% a 61,24%, seguido pela área impermeável, que inclui não somente o viário urbano, mas o calçamento e as áreas internas dos lotes que não são permeáveis, que variou de 34,12% a 41,61%.

Verifica-se que o ponto P3 apresentou maior porcentagem de área permeável, 6,22%,

Rua Ferreira Penteado, 1205

Rua Emílio Ribas, 710 Ponto 3

Ponto 2

Rua Guilherme da Silva, 300

Ponto 1

Foto Aérea

Raio de Caracterização

Equilíbrio 41,61 entre a ocorrência de edificações altas e baixas e maior ocorrência de arborização urbana.

Predominânci 34,12 a de edifícios baixos, até 7 metros, com incidência de arborização urbana.

%AI

33,69

47,81

%AE (1 a 2 pav.)

Predominânci 34,51 31,01 a de edifícios baixos, com menor incidência de arborização urbana.

Entorno

7,01

2,01

%AE (3 a 4 pavs.)

13,37

11,47

11,42

%AE (6 ou mais pavs.)

17,22

52,17

61,24

%AE (Total) 61,60

6,22

4,64

3,89

%AP

em comparação com os pontos P1 e P2, que apresentaram 3,89% e 4,64%,

respectivamente.

Quadro 3: Caracterização dos pontos de análise urbana: foto aérea do recorte, caracterização das áreas, descrição do entorno, porcentagem de área impermeável (%AI), porcentagem de área edificada (%AE) e porcentagem de área permeável (%AP)

4.2 Avaliação Climática

Para análise dos dados foram considerados a distribuição das diferenças diárias das temperaturas mínimas e máximas do ar entre cada ponto de coleta, bem como a avaliação da umidade relativa do ar. Nestas análises foram consideradas as medições do período de inverno do ano de 2015. As medições iniciaram no dia 18 de agosto de 2015 até 23 de setembro de 2015. Os valores apresentam apenas os dias estáveis para proceder a análise comparativa entre os pontos.

4.2.1 Temperatura do Ar

Na Figura 3 até a Figura 8, é mostrado o comportamento da média diária da temperatura do ar, desconsiderando os dados relativos a dias instáveis e com ocorrência de precipitação.

De um modo geral, verifica-se que as temperaturas médias não apresentaram diferenças significativas. As maiores diferenças encontradas refere-se às temperaturas médias máximas, entre o Ponto 1 (30,34°C) e o Ponto 2 (33,50°C), diferença aproximada de 3,16°C. O Ponto 1 apresentou a menor temperatura média (24,79°C), média mínima (18,84°C) e média máxima (30,34°C), indicando que a localização do ponto, em áreas de média densidade, contendo a maior porcentagem de área edificada (61,60%) e a maior obstrução do céu entre os pontos analisados, favoreceram o seu resfriamento, resultado que pode ser atribuído a dificuldade de perda de radiação de ondas longas em região de alta edificação e também, pelo fato de se tratar de um cânion sem vegetação, não podendo então contar com os efeitos da evapotranspiração e demais trocas térmicas realizadas.

Em contrapartida, o Ponto 2 revela a maior temperatura média (25,28°C), e média máxima (33,50°C), o ponto também possui o maior valor de obstrução do céu (0,324), consequência que se da por conta do maior acesso solar existente no cânion, permitindo que as superfícies recebam maior insolação durante o dia, mas sem barreiras excessivas que possam aprisionar o calor que é liberado durante o período de resfriamento noturno.

O Ponto 3 demonstra a maior temperatura média mínima (19,89°C), assim como a maior porcentagem de área permeável (6,22%). Esse comportamento pode ser justificado pela localização da estação estar numa região aberta, sem interferência próxima de edificações ou superfícies acumuladoras de calor e com maior incidência de vegetação, que ajuda a não elevar tanto a temperatura durante o dia.

Nota-se que, ao se aproximar da troca de estação (estação primavera), o comportamento da temperatura do ar se modifica, tendo médias mais altas.

Figura 3. Variação da temperatura do ar durante o período de medição – Ponto 1.

PONTO 01 23/09/15 22/09/15 21/09/15 20/09/15 19/09/15 18/09/15 17/09/15 16/09/15 04/09/15 03/09/15 02/09/15 01/09/15 21/08/15 20/08/15 19/08/15 18/08/15

28,83 28,3 27,27 27,52 29,39 28,74 28,28 27,01 20,25 21,7 20,3 23,78 19,35 18,81 23,78 23,29 0

5

10

15

20

Temperatura do ar (˚C)

25

30

35

Figura 4. Variação da temperatura do ar durante o período de medição – Ponto 2.

PONTO 02 23/09/15 22/09/15 21/09/15 20/09/15 19/09/15 18/09/15 17/09/15 16/09/15 04/09/15 03/09/15 02/09/15 01/09/15 21/08/15 20/08/15 19/08/15 18/08/15

29,24 28,87 28 28,2 29,91 29,12 28,39 27,26 20,66 22,5 21,23 24,18 20,27 19,52 23,93 23,27 0

5

10

15

20

25

30

35

Temperatura do ar (˚C)

Figura 5. Variação da temperatura do ar durante o período de medição – Ponto 3.

PONTO 03 23/09/15 22/09/15 21/09/15 20/09/15 19/09/15 18/09/15 17/09/15 16/09/15 04/09/15 03/09/15 02/09/15 01/09/15 21/08/15 20/08/15 19/08/15 18/08/15

28,97 28,52 27,53 27,69 29,8 29,18 28,82 27,55 20,49 21,79 20,63 23,99 19,67 19,3 23,9 23,48 0

5

10

15

20

Temperatura do ar (˚C)

25

30

35

O Quadro 4 mostra os valores de temperatura média, máxima e mínima do ar para todo o período, desconsiderando os dados relativos a dias instáveis e com ocorrência de precipitação.

Quadro 4. Médias máximas e mínimas das variação da temperatura do ar durante o período de medição.

PONTO 1

PONTO 2

PONTO 3

MÉDIA

24,79

25,28

25,08

MÁXIMA

30,34

33,50

30,56

MÍNIMA

18,84

19,04

19,89

No que se diz respeita a relação da temperatura com o horário, os pontos 1 e 3 tem comportamento muito semelhante, diferenciando-se ligeiramente no intervalo das 10 às 17 horas, onde a curva do ponto 2 se mostra superior.

O Ponto 1 apresenta o menor período de aquecimento, que se inicia as 06:40 com 20,03˚C, e tem seu processo de resfriamento as 15:00, com 29,91˚C. No caso do Ponto 2, é possível observar o ganho de calor no intervalo de 6:20 (19,11˚C) as 15:30 (32,89˚C) horas, nota-se que o ponto 2 apresenta a curva mais discrepante, quando em comparação com os outros dois pontos localizados no bairro, atingindo a temperatura mínima mais baixa, de 19,11°C às 6:20 da manhã e maior temperatura máxima, de 32,89°C às 15h20. Verifica-se que o Ponto 3 possui o maior tempo de aquecimento, iniciando seu processo de aquecimento das 7:00 (20,21˚C) as 16:40 (29,34˚C).

0,00

00:00 01:00 02:00 03:00 04:00 05:00 06:00 07:00 08:00 09:00 10:00 11:00 12:00 13:00 14:00 15:00 16:00 17:00 18:00 19:00 20:00 21:00 22:00 23:00

0,00

00:00 01:00 02:00 03:00 04:00 05:00 06:00 07:00 08:00 09:00 10:00 11:00 12:00 13:00 14:00 15:00 16:00 17:00 18:00 19:00 20:00 21:00 22:00 23:00

Temperatura do Ar (˚C)

Temperatura do Ar (˚C)

Figura 6. Média horária da temperatura do ar do Ponto 1.

PONTO 1

35,00

30,00

25,00

20,00

15,00

10,00

5,00

Figura 7. Média horária da temperatura do ar do Ponto 2.

PONTO 2

35,00

30,00

25,00

20,00

15,00

10,00

5,00

Figura 8. Média horária da temperatura do ar do Ponto 3.

PONTO 3 35,00

Temperatura do Ar (˚C)

30,00 25,00 20,00 15,00 10,00

0,00

00:00 01:00 02:00 03:00 04:00 05:00 06:00 07:00 08:00 09:00 10:00 11:00 12:00 13:00 14:00 15:00 16:00 17:00 18:00 19:00 20:00 21:00 22:00 23:00

5,00

4.2.2 Umidade Relativa do Ar

A Figura 9 até a Figura 14 apresentam o comportamento da média diária da umidade relativa do ar no período de medição de inverno que ocorreu de 18/08/2015 a 23/09/2015, bem como o valor da média, máxima e mínima.

No que diz respeito à umidade relativa do ar média, máxima e mínima observada para todo o período nos três pontos, nota-se que o ponto 1 apresentou a menor umidade média (48,97%) e máxima (67,13%). Em contra partida o ponto 2 apresentou a maior umidade máxima, 70,15%, comparado com 68,65% do ponto 3 e seguido por 67,13% do ponto 1. O mesmo ponto 2 apresentou a umidade mínima mais baixa, 27,37%, seguido pelo ponto 1, com 30,33% e 31,22% do ponto 3. Com relação à umidade média do período, verifica-se houve pouca variação, tendo sido observada uma diferença de 0,73% entre eles, sendo a maior umidade média observada no ponto

3 (49,70%).

Figura 9. Variação da umidade relativa durante o período de medição – Ponto 1.

PONTO 01 23/09/15 22/09/15 21/09/15 20/09/15 19/09/15 18/09/15 17/09/15 16/09/15 04/09/15 03/09/15 02/09/15 01/09/15 21/08/15 20/08/15 19/08/15 18/08/15

29,12 30,1 43,05 46,14 36,8 40,33 43,12 54,34 67,62 61,8 65,52 53,11 62,65 61,28 44,76 43,76 0

10

20

30

40

50

Umidade RelaCva do Ar (%)

60

70

80

Figura 10. Variação da umidade relativa durante o período de medição – Ponto 2.

PONTO 02 23/09/15 22/09/15 21/09/15 20/09/15 19/09/15 18/09/15 17/09/15 16/09/15 04/09/15 03/09/15 02/09/15 01/09/15 21/08/15 20/08/15 19/08/15 18/08/15

29,94 30,65 43,24 46,17 37,83 42,47 45,93 56,27 67,13 60,78 63,64 54,24 60,77 59,34 45,92 45,1 0

10

20

30

40

50

60

70

80

Umidade RelaCva do Ar (%)

Figura 11. Variação da umidade relativa durante o período de medição – Ponto 3.

PONTO 03 23/09/15 22/09/15 21/09/15 20/09/15 19/09/15 18/09/15 17/09/15 16/09/15 04/09/15 03/09/15 02/09/15 01/09/15 21/08/15 20/08/15 19/08/15 18/08/15

30,07 30,8 44,09 47,81 37,58 40,4 42,98 53,91 68,77 63,25 66,17 53,96 63,41 61,24 45,98 44,73 0

10

20

30

40

50

Umidade RelaCva do Ar (%)

60

70

80

O Quadro 5 mostra os valores de umidade média, máxima e mínima do ar para todo o período, desconsiderando os dados relativos a dias instáveis e com ocorrência de precipitação.

Quadro 5. Médias máximas e mínimas da umidade relativa durante o período de medição.

PONTO 1

MÉDIA MÁXIMA MÍNIMA

PONTO 2

PONTO 3

48,97

49,34

49,70

67,13

70,15

68,65

30,33

27,37

31,22

Assim como observado para a temperatura do ar, pode-se observar que, no final do mês de agosto e no início do mês de setembro, percebe-se um aumento nos valores das médias de umidade, que estão associados a ocorrência de precipitação, essa mudança se da ao fato da aproximação da estação primavera, o comportamento da umidade relativa do ar se modifica, tendo médias mais baixas.

Verifica-se que todos os quatro pontos observados tendem a uma umidade relativa do ar muito próxima no intervalo entre 18 e 23 horas. O ponto 1 possui o período de tempo mais longo no processo de atingir a umidade mínima, das 7:40 com 62,88% de umidade, até as 14:00 com 32,84%. É possível notar que o ponto 2 apresenta a curva mais discrepante, quando em comparação com os outros dois ponto, atingindo a umidade relativa do ar mínima mais baixa 29,31% às 14:40 horas e maior umidade relativa do ar máxima, 68,26% às 6:20 horas.

0,00

00:00 01:00 02:00 03:00 04:00 05:00 06:00 07:00 08:00 09:00 10:00 11:00 12:00 13:00 14:00 15:00 16:00 17:00 18:00 19:00 20:00 21:00 22:00 23:00

0,00

00:00 01:00 02:00 03:00 04:00 05:00 06:00 07:00 08:00 09:00 10:00 11:00 12:00 13:00 14:00 15:00 16:00 17:00 18:00 19:00 20:00 21:00 22:00 23:00

Umidade RelaCva do Ar (%)

Umidade RelaCva do Ar (%)

Figura 12. Média horária da umidade do ar do Ponto 1.

PONTO 1

70,00

60,00

50,00

40,00

30,00

20,00

10,00

Figura 13. Média horária da umidade do ar do Ponto 2.

PONTO 2

80,00

70,00

60,00

50,00

40,00

30,00

20,00

10,00

Figura 14. Média horária da umidade do ar do Ponto 3.

PONTO 3 Umidade RelaCva do Ar (%)

70,00 60,00 50,00 40,00 30,00 20,00

0,00

00:00 01:00 02:00 03:00 04:00 05:00 06:00 07:00 08:00 09:00 10:00 11:00 12:00 13:00 14:00 15:00 16:00 17:00 18:00 19:00 20:00 21:00 22:00 23:00

10,00

5. CONCLUSÃO Os resultados apresentados reforçam a influencia do fator de visão do céu e da cobertura vegetal na amenização ou intensificação da temperatura e umidade do ar, como foi observado no ponto 1, com baixo índice de arborização e FVC (0,112), resultando em temperaturas médias baixas comparadas aos outros pontos analisados.

Em contrapartida o ponto 2, devido à baixa ocupação, e o maior fator de visão do céu (0,324), o cânion deste ponto teve como característica um maior acesso solar, atributos que refletem no maior aquecimento do mesmo, verificado pelas temperaturas mais altas obtidas no cânion do ponto no período de aquecimento. Também vale destacar o ponto 3 que, por estar localizado em uma região aberta demonstrou a maior temperatura média mínima (19,89°C), como o menor FVC possibilita também menor tempo de acesso solar, o calor armazenado pelos materiais das superfícies são totalmente eliminados pela radiação de ondas longas durante a noite. .

6. AGRADECIMENTOS Os autores agradecem ao PIBIC/CNPq pelo financiamento desta bolsa de Iniciação Científica.

7. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS AMORIN R. P. L.; PEDROSA M. L.; CARVALHO H. J. M.. Máscara De Obstrução: Uso De Novas Tecnologias Que Facilitam A Verificação Da Obstrução Do Céu Visível.In: Encontro Nacional de Tecnologia do Ambiente Construído, 2014,Maceió.

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VILELA J. A. Variáveis do clima urbano : análise da situação atual e prognósticos para a região do bairro Belvedere III, Belo Horizonte, MG, 2007. 213 f. : il.

ANEXO ITEM 5

CERTIFICADO DE MONITORIA NO XIII Encontro Nacional de Conforto do Ambiente Construído e IX Encontro Latino-Americo de Conforto no Ambiente Construído