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VARIABILIDADE E SUSCEPTIBILIDADE CLIMÁTICA: Implicações Ecossistêmicas e Sociais
de 25 a 29 de outubro de 2016 Goiânia (GO)/UFG
DINÂMICA DO VENTO CONDICIONADO À CORREDORES DE VENTO NO CENTRO URBANO DE JUIZ DE FORA- MG
CAMILA DE MORAES GOMES TAVARES1
CÁSSIA DE CASTRO MARTINS FERREIRA2
Resumo O objetivo do trabalho foi caracterizar corredores de vento no centro da cidade de Juiz de Fora, relacionando dados de direção e velocidade do vento com a forma, geometria, configuração e ordenamento das vias. Verificou-se uma relação direta entre a direção do vento e a direção principal das vias, principalmente aquelas com menor largura e que apresentavam altas edificações na sua borda. As vias mais largas e com altas edificações, também foi constatada a configuração de um corredor de vento, porém com menor intensidade. Concluindo que a rugosidade urbana, propiciada pela sua estrutura e ordenamento, alteram a configuração dos ventos (velocidade e direção) e consequentemente podem criar condições de conforto/desconforto térmico distintos.. PALAVRAS- CHAVE: Corredor de Vento, Canalização, Direção Predominante do vento.
Abstract The objective of this work was to characterize wind corridors in the city of Juiz de Fora, relating data from wind direction and speed with the shape, geometry, setting and planning. There was a direct relationship between the wind direction and the direction of the main roads, especially those with smaller width and presenting high buildings on its edge. Wider lanes and with high buildings, it has also been observed setting up a wind corridor, though with less intensity. Concluding that the urban roughness, provided by its structure and spatial planning, change the setting of the winds (speed and direction) and consequently can create conditions of comfort thermal discomfort.. KEYWORDS: wind Corridor, plumbing, Predominant Wind Direction.
1- Introdução
O Brasil, a partir do século XX passa pelo processo de modificação de um país
predominantemente rural para predominantemente urbano. Assim, aumentam-se o número
de núcleos urbanos e inchaços populacionais nessas regiões. Desta maneira, Mendonça
(2003) elucida que a partir da década de 60 observou-se no país maior atenção a pesquisas
dos ambientes atmosféricos dos espaços urbanos devido a esse contexto de expansão do
urbano e do êxodo rural que se processava.
A cidade de Juiz de Fora localizada no estado de Minas Gerais, região Sudeste do
Brasil, sofreu e ainda sofre forte influência antrópica que promove modificações e
consequências socioambientais. O crescimento urbano da cidade é historicamente marcado
por interesses políticos, econômicos e ideológicos de uma elite regional que se preocupava
1 Acadêmica do Curso de Geografia da Universidade Federal de Juiz de Fora. E-mail para contato:
[email protected] 2 Professora Associada III da Universidade Federal de Juiz de Fora. E-mail: [email protected]
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em normatizar o espaço urbano (CORDOVIL, 2013), crescimento esse que, a partir das
décadas de 70 e 80 é intensificado pelo processo de industrialização da cidade que é
também resultado do contexto em que todo o país se inseria e, nas últimas décadas pela
crescente atuação do setor imobiliário juiz-forano.
Um aspecto necessário a ser analisado, no que diz respeito ao diagnóstico dessas
modificações socioambientais diz respeito ao clima urbano que é consequente da
modificação do espaço urbano, e que pode interferir nas condições de vida da população
urbana. Assim, de acordo com Mendonça (2003), os estudos sobre o clima urbano
adquiriram forte importância a partir da Revolução Industrial, que posteriormente ganharam
ainda mais força, já que influenciam diretamente na qualidade de vida.
O clima urbano constitui-se numa dimensão do ambiente urbano e seu estudo tem oferecido importantes contribuições ao equacionamento da questão ambiental das cidades. As condições climáticas destas áreas, entendidas como clima urbano, são derivadas da alteração da paisagem natural e da sua substituição por um ambiente construído, palco de intensas atividades humanas.(MENDONÇA, 2003, p.93)
Neste trabalho, o elemento analisado será o comportamento do vento que, pode
apresentar alterações no que diz respeito a sua velocidade e direção quando em meio
urbano, já que submete-se à chamada “geomorfologia urbana” que é
considerada uma nova subdivisão da geomorfologia, a geomorfologia urbana destaca a ação dos processos sobre o meio artificial. A necessidade de se explorar essa nova subdivisão da geomorfologia deve-se à preocupação com as diversas mudanças que o homem tem provocado no meio, já que grande parte dos problemas enfrentados pela sociedade refere-se a problemas visíveis na cidade. Essas mudanças estariam relacionadas a um ambiente construído e modificado em diversas escalas. (GUERRA, 2011, p. 117)
Para efeito de definição é valido ressaltar que o vento consiste, de acordo com
Mendonça (2009) em um resultado do processo de deslocamento do ar de uma área de alta
pressão para uma área de baixa pressão, processo esse denominado de advecção.
Em virtude dos diversos elementos que constituem o espaço urbano o microclima
apresenta algumas modificações, já que esses elementos interferem na temperatura,
umidade e dinâmica dos ventos o que reflete no conforto e desconforto térmico. Os efeitos
dessas modificações compreendem à diminuição da incidência da radiação solar devido ao
aumento de áreas sombreadas que, relacionam-se à altura das edificações, aumento da
temperatura in locu atribuído aos efeitos da reflectância dos materiais presentes no espaço,
diminuição do fator de visão do céu em áreas densamente edificadas, e as mudanças
aerodinâmicas que, de acordo com Oke (1987) é o elemento mais importante já que os
edifícios, enquanto barreiras para circulação do vento podem modificar o seu fluxo. Assim, o
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autor apresenta que o encontro do vento com a estrutura sólida dos prédios poderá fazer
com que o mesmo se desvie para cima, para baixo ou para os lados, adquirindo assim um
caráter de barlavento às edificações, podendo provocar uma canalização dos ventos e criar
uma dinâmica própria de circulação no determinado espaço urbano já que a orientação e a
altura dos edifícios influenciarão como vetores de modificação da direção dos ventos.
Além da natural expansão da ocupação do solo urbano para os limites territoriais do município, a partir da década de 1980 o adensamento populacional tem se manifestado notadamente pela verticalização de suas construções ao longo das principais vias de circulação da cidade, denominados Eixos Estruturais, que assim podem estar atuando como verdadeiras barreiras à livre circulação do ar.(MENDONÇA, 2003, p.156)
Duas aplicações da importância do estudo da dinâmica dos ventos no espaço urbano
são elucidadas por Oke (1987) quando aponta a relação aos danos provocados pelo vento,
tendo, a partir dos estudos aporte para minimizar os gastos com manutenção das
edificações, e a segunda é a preocupação com o conforto e segurança da população em
relação a dispersão de poluentes. Mas não apenas isso, é possível também apontar o efeito
do vento como agente transmissor de doenças ou inibidor dessas quando se trata da
circulação do ar em ambientes que apresentam maior propensão a proliferação de fungos e
bactérias prejudiciais à saúde.
Oke (1987) apresenta que de maneira geral, a velocidade do vento no espaço
urbano apresenta velocidade reduzida se comparado com ventos de mesma altura nas
áreas rurais. No entanto essa característica é alterada em duas situações, a primeira delas
consiste na canalização dos ventos quando o ar superior mais rápido se desloca ou é
canalizado, dos chamados “jets” ao longo de ruas orientadas na mesma direção de fluxo. A
segunda situação que interfere na velocidade do vento no espaço urbano quando comprado
ao rural é quando os ventos regionais são muito leves e por isso a noite, em condição de
céu sem nuvens que é um ambiente propicio a aferição de ilhas de calor, e o gradiente de
temperatura horizontal torna-se suficiente para produzir uma brisa que converge para o
centro da cidade em todas as direções.
No que tange ao conforto ou desconforto atribuído aos espaços urbanos
correlacionados ao vento, Machado e Azevedo destacam que
“o setor intensamente verticalizado, onde prevalecem canyons tipicamente urbanos, com extensas áreas sombreadas (mesmo ângulo zenital solar pequeno) e propícios à canalização dos ventos, acarretando uma predominante sensação de frio”.( MACHADO, A. J. & AZEVEDO, T. R., 2006, p.182).
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Katzschner da escola alemã de climatologia apresenta uma série de trabalhos que
objetivam o mapeamento dos ventos locais relacionando à corredores de ventos, à
obstrução dos ventos pela verticalização e articulando com a ocupação do espaço
urbano.Para o avanço desses estudos é necessário apontar que é imprescindível o estudo
do espaço urbano de cada cidade afim de identificar os elementos in locu que condicionam
a formação dos corredores de vento ou mesmo a obstrução do mesmo. Assim Katzschner
(2006) aponta a importância dos estudos sobre o clima urbano, ressaltando a variável vento,
uma vez que esta contribui com a minimização das temperaturas do ar ou mesmo a
formação de corredores de vento, que podem influenciar no conforto térmico, desta forma,
na qualidade do espaço e de vida da população residente.
Desta maneira, pode-se elencar à esta perspectiva uma análise da verticalização das
edificações no espaço urbano enquanto barreiras que se constituem provocando a perda de
energia dos ventos e, consequentemente, de sua velocidade, o vetor de direção do vento
que pode ser redirecionado a partir destas mesmas barreiras e a canalização dos ventos de
acordo com a distribuição das edificações.
Desta forma, o objetivo deste trabalho é analisar a dinâmica dos ventos na região
central do espaço urbano de Juiz de Fora a partir dos elementos constituintes do espaço
urbano, que podem influenciar e modificadores a direção e velocidade do vento.
2- Métodos e materiais
A metodologia do trabalho foi dividida em 5 etapas:
A primeira consistiu de um levantamento bibliográfico, elencando dissertações, teses
e artigos, que trabalhavam com medições de vento e sua análise no espaço urbano.
A segunda etapa consistiu na definição da área de estudo, que considerou a área da
cidade de Juiz de Fora-MG, que apresentava elevado número de edificações acima de dois
pavimentos e que poderiam se comportar como áreas canalizadoras de vento ou como
barreiras à entrada do vento. Também foi levado em consideração o fluxo de pessoas e
veículos que trafegam na via na tentativa de correlacionar esses elementos ao possível
conforto ou desconforto produzido pela ausência ou considerável circulação aerodinâmica.
A terceira etapa teve como fundamento a escolha das áreas no qual seriam
instalados os equipamentos, sendo definidos cinco pontos na região central da cidade de
Juiz de Fora-MG. Sendo eles ponto1- Calçadão ( Rua Halfeld), ponto2- Rua Santa Rita,
ponto 3- Colégio Stella Matutina ( Av. Itamar Franco),e ponto 4- Praça Antônio Carlos (Av.
Getúlio Vargas)
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A quarta etapa, baseou-se em definir e efetuar o trabalho de campo. Que se
estendeu por três dias de levantamento (9, 10 e 11 de março de 2016). Para cada um dos
dias em campo foram recolhidas informações das seguintes variáveis: velocidade do vento
(rajada), velocidade do vento (média), direção do vento, grau de direção do vento,
temperatura e umidade em um intervalo de 15 minutos em 15 minutos. Com início às 10:00h
da manhã no primeiro dia e às 8:00h nos demais e prolongando-se até às 20:00h.
A quinta etapa embasou-se no levantamento das condições sinóticas nos dias de
trabalho de campo. Para auxiliar nas análises das condições atmosféricas dos dias
apresentados se fez uso das análises sinóticas oferecidas pelo CPTEC- INPE dos dias que
antecederam os campos até os dias posteriores, compreendendo assim uma análise do
intervalo compreendido entre os dias 06 de março até o dia 19 de março de 2016. Ainda
para auxilio da condição atmosférica dos três dias estabelecidos se fez uso, também, das
imagens de satélite goes-13 UTC oferecidas pelo INMET- Instituto Nacional de
Meteorologia, também no intervalo do dia 06 ao dia 19 de março.
A sexta etapa consistiu na tabulação dos dados meteorológicos, mapeamento das
variáveis do ambiente construído, como altura das edificações, largura das ruas e avenidas
e análise conjunta dos resultados obtidos, afim de relacionar o ambiente construído e sua
relação, influência e possível modificação na direção e velocidade do vento na área urbana
central da cidade de Juiz de Fora-MG.
Os Instrumentos Meteorológicos
Os instrumentos utilizados para o trabalho de campo e levantamento de dados de
vento, foram: 4 estações meteorológicas automáticas Senza Fill WMR928NX como pode
ser visualizado na figura 1 e 2.
Para o levantamento dos dados de temperatura do ar foi utilizado o sensor de
temperatura do ar da estação meteorológica automática, modelo NO. STR928N e também o
sensor de temperatura interna, modelo NO. BTHR918N (Figura 3) dentro de um abrigo
(Figura 4) construído com garrafas de isopor, ambos os equipamentos passaram por um dia
de aferição, afim das temperaturas registradas fossem passíveis de serem comparadas.
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3- Resultado e Discussão
A tabela 1 apresenta a quantidade de vezes em que a direção do vento apresentou-
se em cada uma das direções para os três dias de coleta em cada ponto de observação do
mapa (Mapa 1).
Tabela1: Quantidade das direções do vento como predominantes nos pontos de coleta- valores em percentual (%)
Figura 1: Estação Meteorológica Automática-
Senso de temperatura externa . TAVARES 2016
Figura 2: Estação Meteorológica Automática-
Sensor de temperatura interna. TAVARES 2016
Figura 3: Sensor de temperatura interna.
TAVARES 2016
Figura 4: Abrigo para sensor de temperatura
interna. TAVARES 2016
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Fonte: TAVARES 2016
Mapa 1: Mapa de localização das estações meteorológicas- Centro de Juiz de Fora- MG. TAVARES 2016
Os gráficos, quando comparados com a disposição e orientação das ruas (Mapa 2)
as quais as estações meteorológicas estavam localizadas puderam apontar que a direção
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do vento obedeceu ao sentido das vias, assim, evidenciando que as ruas analisadas se
comportam como corredores de vento por canalizarem os mesmos. Quanto a velocidade,
observa-se, a partir do gráfico (Gráfico 2) que a rua Santa Rita como foi a que apresentou
maior velocidade (velocidade máxima de 5,1 m/s. Esta rua, de acordo com a LEI N.º 5740 -
de 11 de janeiro de 1980 disciplina e regulamenta o Parcelamento da Terra no Município de
Juiz de Fora, Minas Gerais,(mapa 3) como via local que caracteriza-se por lento fluxo de
tráfego e pequenos percurso. Comporta também edifícios de 1 a 9 pavimentos como
observado no mapa 4 caracterizando, assim corredor de vento por suas características
físicas que promovem a canalização dos ventos. O estreitamento da rua Santa Rita confere
a ela também a presença de ventos com maiores velocidades como observado no Gráfico 2
Gráfico 1: Gráfico de Radar- Direção Predominante dos Ventos. TAVARES 2016
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Mapa 2: Mapa viário- Centro de Juiz de Fora- MG. TAVARES 2016
É importante considerarmos, para fins de compreensão, a análise sinótica dos dias
de coleta de dados, visto que em cada um dos dias as condições atmosféricas se davam de
forma bem diferentes devido à chegada de frente fria na região. Essa chegada de frente fria
promoveu no dia 11/03- terceiro dia de análise- chuva torrencial que durou cerca de 1 hora e
foi neste intervalo em que pôde-se aferir valor de 5,1 m/s da velocidade do vento.
No que tange a velocidade do vento, pode-se observar que, nos pontos analisados,
observa-se que no período da tarde ocorreram os maiores valores de velocidade do vento,
haja vista que o horário de coleta de dados se ateve ao intervalo de 10:00 às 20:00 em
todos os dias. Assim, de acordo com os gráficos (Figura 1) o período de 12:00 – 17:30, em
todos os pontos a velocidade do vento é maior neste intervalo.
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Gráfico 2:
Velocidade Máxima dos Ventos. TAVARES 2016
Mapa 3: Mapa dos pavimentos dos lotes da região Central de Juiz de Fora- MG. TAVRES 2016
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Mapa 4: Hierarquia das Vias- Centro da Região Urbana de Juiz de Fora- MG. TAVARES 2016
É possível assim fazer uma análise de conforto térmico nestas regiões, tendo em
vista que a canalização dos ventos pode provocar uma sensação térmica de frio como
aponta MACHADO & AZEVEDO (2006), e, observando que no intervalo em que as
velocidades dos ventos são maiores também são maiores os valores de temperatura do ar
que atingem seu maior valor por volta das 16:00h.De acordo com o gráfico 3 é possível
verificar, para o mesmo dia dos gráficos de velocidade do vento, os valores de temperatura
do ar que foram amenizados pela atuação do vento nos locais. Assim, nas áreas de
corredores de vento, por apresentarem edificações de dois pavimentos ou mais, potenciais
áreas de formação de ilha de calor devido às edificações, o vento exerce a função de
atenuante do desconforto gerado pelas consequências da produção do espaço urbano no
microclima.
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Figura 1: Gráficos Velocidade do Vento para os Pontos de Coleta de Dados, TAVARES 2016
Gráfico 3: Temperatura do Ar na Região Central de Juiz de Fora. TAVARES 2016
4- Considerações Finais
É possível considerar que a região urbana central de Juiz de Fora apresenta pontos
que se comportam como corredores de vento devido a sua canalização em virtude dos seus
elementos constituintes, como a pavimentação dos edifícios e a própria largura das ruas
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que, adquirem ao vento maiores velocidades. É possível evidenciar que nas ruas analisadas
no presente trabalho a direção do vento obedece o sentido das vias apontando o quanto a
geomorfologia urbana interfere nas condições naturais dos elementos climáticos tornando-
se barreiras ou formando próprios canais de fluxos de ventos. Nessas mesmas regiões é
possível relacionarmos ao conforto ou desconforto térmico à atuação do vento, visto que nas
ruas que apresentariam elevada temperatura do ar, podem conter condições de vento que
produzem conforto térmico, enquanto que em regiões em que as temperaturas do ar são
mais baixas a intensa atuação dos ventos promove, assim, desconforto térmico.
5- Bibliografia
CORDOVIL, W. Do Caminho Novo a Manchester Mineira: As Dinâmicas Sócio-Espaciais da Gênese e Evolução do Município de Juiz de Fora no Contexto Regional da Zona da Mata. Juiz de Fora 3013 GUERRA, A. J. T. Geomorfologia Urbana. Rio de Janeiro: Bertrand Brasil, 2011. KATZSCHNER,L. Behaviour of People in Open Space in Dependence of Thermal Confort Conditions. PLEA 2006. The 23° Cobference on Passive na Low Energy Architecture Geneva, Swintzerland, 2006 MACHADO, A. J.; AZEVEDO, T.R. Parametrização da Emissão Termoradiativa Aplicada à Análise do Conforto Urbano. GEOUSP – Espaço e Tempo. São Paulo, n°19, pp. 179-198, 2006. MENDONÇA,F.,MONTEIRO, C. A. F. Clima Urbano. São Paulo, 2003. MENDONÇA, F.; OLIVEIRA, I. M. D. Climatologia Noções Básicas e Climas do Brasil. São Paulo, Oficina de Textos, 2009. OKE, T.R. Bounday Layer Climates. 2° edição, 1978.