Episódios microclimáticos no interior nas residências da Vila Cruzado

Na área foram selecionadas 3 ( t rês) residências obedecendo as caract erísticas dos m at eriais const rutivos utilizados, na qual foram inst alados as est ações m eteorológicas para fins de levant am ent o dos dados indicados acim a, no período que correspondeu de 02 a 11/ 10/ 2012, sendo regist rados dados 24 horas por dia em escala horária. Pelas im agens, t em - se de im ediat o um a ideia do tipo de const rução que residem , observando que utilizam m at eriais que produzem m uit a inércia térm ica, associada a um padrão de construção que perm it e pouca ou quase nenhum a circulação de ar, considerando as fachadas front ais pouco perm it e a ent rada de ar nessas residências.

Os result ados regist rados no int erior de cada residência são apresent ados e com parados com os dados diários de t em perat ura e um idade relativa do I NMET para São Luís, com o form a de com parar qual o grau de variação térm ica que a residência apresent a quando confront ado com o am bient e externo. Da m esm a form a, foi realizada a com paração ent re as casas m onit oradas e que apresent am a cobert ura diferenciada para verificar com o se acont ece o seu com port am ent o t érm ico.

Esses dados represent am a variação térm ica no ciclo de 24 horas no int erior da residência para que se pudesse verificar a eficiência t érm ica dos m ateriais const rutivos utilizados, em especial, a cobert ura de cerâm ica ou fibrocim ent o, na sua capacidade de acum ular ou dissipar o calor arm azenado durant e o período da incidência solar.

Dessa form a, se pode avaliar o grau de confort o t érm ico a qual est ão subm etidos diariam ent e os m oradores desse tipo padrão de residência e quais os possíveis efeit os ou sint om as que podem ser gerados quando ficam expost os durant e boa part e do dia em um a condição térm ica que excede aquelas do am bient e externo ás suas residências.

Considerando que o rit m o clim ático dos am bientes não depende som ente do tipo de t em po at uant e no dia, m as t am bém do encadeam ent o, duração e sequência dos m esm os, foram selecionados alguns dias represent ativos de sit uações m eteorológicas específicas para verificar a variação da tem perat ura e da um idade relativa do ar no int erior das habit ações est udadas ao longo do dia e a influência desse episódio nas condições de confort o t érm ico hum ano.

5.2.1. Com paração dos result ados do P1 ( residência com cobert ura de cerâm ica) com o P2 ( residência com cobert ura de fibrocim ent o) na Vila Cruzado.

Nessa prim eira com paração de result ados são apresent ados os regist ros de t em perat ura e de um idade relativa ent re dois tipos de cobert ura distint os na Vila Cruzado ( P1 x P2) , m as, cuj o, o uso de m at erial const rutivo que prevalece nas duas residências sej a a alvenaria. (Figura 37 e 38)

O com port am ent o da t em peratura e da um idade no int erior das residências da Vila Cruzado no período de 03 a 10/ 10/ 2012 apresent ou diferenças quando com paradas com os regist ros da est ação do I NMET, na qual serão dest acados alguns episódios m ais significativos e que apresent aram m aiores diferenças ent re os dias de m onit oram ent o.

Figura 37. P1. Casa de alvenaria rebocada com cobert ura de t elha de cerâm ica

Fonte: ARAUJO, R. R. Regist ro fot ográfico de t rabalho de cam po (out ./ 2012)

Figura 38. P2. Casa de alvenaria (sem reboco) com cobert ura de t elha de fibrocim ent o

A necessidade de fazer t ais com parativos result a do fat o que os processos de t rocas de calor ent re o am biente e os m at eriais const rutivos relacionam - se aos t ipos de m at érias- prim as em pregadas, cuj as propriedades t erm ofísicas podem ser m odificadas pelo em prego de m at eriais de acabam ent os, cores, rugosidade, ent re out ros fat ores. Dessa form a, pret ende- se identificar qual o grau de diferença t érm ica que essas residências possuem diant e da diversidade dos m ateriais utilizados na sua const rução.

Nesse período de t rabalho de cam po, as condições m et eorológicas seguiram o padrão que caract eriza a região do Maranhão sob influência na ZCI T, período de estiagem , pouca nebulosidade e ausência ou baixíssim o índice pluviom ét rico (Figura 39). Em São Luís, dada a sua condição insular com binada com a dinâm ica de m aior int ensidade dos vent os alísios e com as t em perat uras elevadas, é possível a ocorrência pont uais de chuva, em geral, nunca superior a 10 m m no período.

Climatologicamente, o mês de outubro está inserido no período de estiagem no norte e em parte do setor leste da Região Nordeste. Por esta razão, os baixos valores registrados, aproximadamente entre 1 mm e 50 mm, apresentaram-se um pouco abaixo da média no setor nordeste desta Região. O maior destaque foi a cidade de São Luís-MA, sem registro de chuva no decorrer deste mês e cuja climatologia mensal é de apenas 7,6 mm. (BOLETI M CLI MANÁLI SE, out / 2012, p.11)

Esse fat or se deve a banda de nebulosidade convectiva associada à Zona de Convergência I ntert ropical ( ZCI T) que atinge sua posição m ais ao nort e durant e o m ês de out ubro. Nest e m ês, a ZCI T oscilou preferencialm ent e ao nort e de sua posição

Figura 39. Precipit ação t ot al em m m em out ubro/ 2012

clim at ológica, em t orno de 10º N, consist ent e com as anom alias positivas de Tem perat ura de Superfície do Mar ( TSM) na região do Atlântico Nort e.

Em outubro, as t em perat uras m áxim as ficaram acim a da m édia hist órica principalm ent e nas Regiões Nort e, Nordest e, Cent ro- Oest e e Sudest e do Brasil. No int erior do Maranhão, Piauí, oest e da Bahia, Goiás e no Tocantins, os valores m édios m ensais excederam 36º C ( Figura 40) . Em São Luís, a tem perat ura m édia m áxim a ficou ent re 32 e 34° C o que corresponde à m édia m ensal para esse período. ( BOLETI M CLI MANÁLI SE, out / 2012)

Out ro sist em a que cost um a at uar no ext rem o nort e do Brasil são as Linhas de I nst abilidade ( I T) . A frequência de I T ao longo da cost a nort e da Am érica do Sul t am bém cost um a ser bast ant e reduzida durant e o m ês de outubro. Nest e m ês, as I T ficaram m elhor caract erizadas em cinco dias, at uando preferencialm ente ent re o nort e da Venezuela e o nort e do Pará e noroest e do Maranhão. Destes dias, em pelo m enos 3 (t rês) dias foram realizados o m onit oram ent o nas residências ( Figura 41) .

Essa inform ação t orna- se relevante considerando o papel que a cobert ura de nuvens exerce no equilíbrio do balanço t érm ico t errest re A cobert ura de nuvens t am bém desem penha papel relevant e na arquit et ura e const rução das residências, um a vez que o conhecim ent o da dinâm ica da luz nat ural auxilia no desenvolvim ent o de proj et os que m axim izam o confort o t érm ico de am bient es e levam a m aior eficiência do aproveit am ent o

Figura 40. Tem perat ura do ar à superfície em ° C em out ubro/ 2012

da lum inosidade nas edificações. As condições de lum inosidade variam de acordo com as condições de céu e da cobert ura de nuvens, criando assim diferent es efeit os no am bient e const ruído.

Ent re os dias 03 a 04/ 10/ 2012, os valores de t em perat ura e de um idade apresent aram valores int ernos m ais elevados que os regist ros do I NMET. Ant es das 10: 00h, P1 e P2 j á apresent avam t em perat ura int erna 2° C m aior que os regist ros do I NMET. ( Figura 42)

No horário das 10: 00, t ant o P1 quant o P2 j á apresent am t em perat uras int ernas com diferenças significativas, respectivam ent e, com 3,3° e 2,5° C a m ais que os 30,3° C regist rados pelo I NMET. O percentual de um idade relativa ficou ent re 7 a 12% a m enos que o am bient e ext erno ( 64% ) , sendo a m aior diferença j ust am ent e no P1 que regist rou a m aior diferença térm ica.

A part ir das 12: 00h, cham a a atenção o P2, cuj a t em perat ura int erna supera em 4° C a sua diferença com os dados do I NMET, ao cont rário do P1 que ent ra em processo inverso com declínio de sua t em perat ura, m antendo abaixo 2° C de diferença a part ir das 13: 00h e que perdura at é o final do dia e adent ra a m adrugada.

No período ent re 12: 00 e 16: 00h o P2 m anteve a sua t em perat ura int erna em geral próxim o ou ligeiram ent e superior aos 4° C em com paração com o I NMET ao cont rário do P1 que no m esm o período horário não superou em 2° C essa am plit ude diária.

Ao cont rário do P1 que após as 16: 00hs at é prim eira m edição na m adrugada seguinte ( 04: 00h) apresent ou um a suave redução oscilando a perda em m enos de 1° C no int erior da residência, o P2 t eve um a queda m ais acentuada variando a t em perat ura int erna em aproxim adam ent e 4° C no m esm o período, o que m ost ra que t ão logo cesse o processo da incidência solar, rapidam ent e, a cobert ura de fibrocim ent o dispersa a energia acum ulada, reduzindo seus efeit os térm icos no interior da residência.

Figura 41. Recort es das im agens do sat élit e GOES-12, no canal infraverm elho, m ost rando os dias 02, 08 e 09 nos quais ocorreram linhas de Cumulonimbus em out ubro/ 2012.

Figura 42. Mat riz gráfica com os regist ros t erm o higrom ét ricos no int erior do P1 e P2 em com paração com os regist ros do I NMET ent re os dias 03 e 04/ 10/ 2012.

Esse período diário pode ser considerado com o aquele em que a am plit ude dos dados de t em perat ura é m ais elevada em com paração com os dados do I NMET, processo esse que vai se repetir em t odas as áreas pesquisadas e, em quase t odos os regist ros, a m aior diferença de am plit ude t érm ica foi m ais significativa nas residências cuj as cobert uras são de fibrocim ent o.

A variação da um idade int erna t am bém foi com patível com a variação t érm ica diária, se m ost rando m enor com a elevação int erna da t em peratura t ant o no P1 quant o no P2. Ao longo do dia, a m aior diferença int erna da um idade quando com parados as duas residências, foi j ust am ente no período de declínio da t em peratura no P1, quando a am plit ude diária da um idade ent re as duas residências não foi superior a 7% .

Por out ro lado, quando os regist ros internos de um idade são com parados com os dados do I NMET, o que se verifica foi um a am plitude diária de 7 a 12% do P2 e de 2 a 12% do P1.

Ent re os dias 04 e 05/ 10/ 2012, m anteve- se esse m esm o com port am ent o as diferenças t erm o higrom ét ricas do P2 em relação ao P1 e em relação aos dados do I NMET. As duas residências apresent ando um a variação de 0,5 a 4° C em relação aos dados ext erno do órgão ( Figura 43) . Cham a at enção nest e dia, a pouca variação dos dados int erno apresent ado pelo P1 quando com parados ao I NMET, que após as 10: 00h t eve um a redução acent uada dos seus valores, principalm ent e no período que foi considerado com o o de m aior aquecim ent o nas residências ( 12: 00 ás 16: 00hs) . Provavelm ent e, essa diferença pode est ar associada a cobert ura de nuvens que tem o efeit o de am enizar a int ensidade da radiação nas residências que apresent am cobert ura de cerâm ica ao cont rário daquelas que apresent am cobert ura de fibrocim ent o que apresent am m uit o m ais inércia t érm ica.

Apenas reforçando que a cobert ura de cerâm ica, por apresent ar elev ado albedo e em issividade, diant e da exposição à radiação solar, t endem a ficar m ais frias, pois conseguem em itir m ais radiação e consequentem ent e, absorvem m enos radiação t érm ica para o int erior do am bient e ao cont rário das cobert uras de fibrocim ent o cuj a relação de albedo e em issividade e inversa e, por isso absorve m ais radiação que reflet e diret am ent e na m aior geração de calor para o am bient e e seu ent orno.

No P2, por exem plo, no período das 12: 00 ás 16: 00hs, a tem perat ura int erna variou, respectivam ent e, de 4,6 a 4,2° C a m ais em relação aos dados do I NMET, enquant o o P1 t eve um a varia ent re 2,7 a 1,4° C, com provando assim que term icam ent e as cobert uras de fibrocim ent o são de fato m enos eficient es em relação as cobert uras de cerâm ica.

Figura 43. Mat riz gráfica com os regist ros t erm o higrom ét ricos no int erior do P1 e P2 em com paração com os regist ros do I NMET ent re os dias 04 e 05/ 10/ 2012.

Esse papel das nuvens em am enizar a int ensidade da radiação e influenciar na redução da t em peratura t ant o do am bient e externo quant o int erno ás residências pode ser verificado nos dias 08 e 09/ 10/ 2012, quando foram regist radas pelo sat élit e GOES- 12, a presença de linhas de Cumulonimbus sobre a região nort e do Maranhão, principalm ent e na zona cost eira, onde est á a I lha do Maranhão, da qual o m unicípio de São Luís faz part e. As figuras 44 e 45, que correspondem a esse período de m onit oram ent o m ost ram o regist ro das m enores t em perat uras tant o no am bient e ext erno pelo I NMET quant o no int erior das residências P1 e P2. No dia 08/ 10/ 2012, o valor m áxim o de t em perat ura fornecido pelo I NMET foi de 31,6° C e no dia 09/ 10/ 2012 de 30,8° C, am bos as 12: 00h. O que se pode confirm ar que o percentual de cobert ura aliado ao pot encial de reflexão que pode chegar a 23% para radiação solar incident e, t ornam as nuvens, o agent e m ais significativo para o balanço radiativo da superfície.

Apesar dessa influência da nebulosidade, no dia 08/ 10/ 2012, o P2 m ant eve- se com t em peraturas m ais elevadas que o P1, porém na m aior part e do dia, suas t em perat uras superaram o índice de 4° C um a única vez ao dia ( 15: 00h) , ficando no rest ant e do período abaixo dessa t em perat ura. O que cham a m ais at enção nesse result ado é que o P1 ás 7: 00h t eve um regist ro de t em perat ura de 5,1° C acim a do I NMET, quando a radiação solar ainda é pouco incident e para produzir t am anha geração de calor no am biente ext erno ou int erno. No m esm o horário, por exem plo, o P2 registrou um a t em perat ura int erna de 0,9° C m aior que o I NMET, port ant o, m uit o m ais com patível com essa relação de balanço energético. Um a explicação plausível para isso seria que essa diferença t enha sido provocada por algum a font e artificial de geração de calor no interior do P1, o que não se pode const at ar, pois, sob o aspect o da incidência solar isso não seria possível, principalm ent e nesse horário e para esse tipo de m aterial de cobert ura. Após as 10: 00, P1 sofre um a redução e durant e boa part e do dia suas t em peraturas internas não são superiores a 2° C em relação ao I NMET, ao cont rário do P2 que int ensifica a ação da energia radiant e produzindo um am biente t érm ico próxim o ou superior aos 4° C a m ais que o I NMET no período das 12: 00 ás 16: 00hs.

No dia 09/ 10/ 2012, novam ent e o episódio acont ece no m esm o horário no P1, apresent ando o m esm o valor de 5° C a m ais que o I NMET para em seguida sofrer um decréscim o acentuado de quase 3° C ás 10: 00h quando é superado pelo P2 que passa a apresent ar as t em perat uras int ernas m aiores e inicia o seu processo de elevação a partir das 10: 00h e com picos m áxim os entre 2° e 3° C no período das 12: 00 ás 16: 00hs, dem onst rando ser esse m at erial de fibrocim ent o o que apresent a m aior inércia t érm ica, m as que pode sofres influências significativas da nebulosidade com o am enizador t érm ico.

Figura 44. Mat riz gráfica com os regist ros t erm o higrom ét ricos no int erior do P1 e P2 em com paração com os regist ros do I NMET ent re os dias 08 e 09/ 10/ 2012.

Figura 45. Mat riz gráfica com os regist ros t erm o higrom ét ricos no int erior do P1 e P2 em com paração com os regist ros do I NMET ent re os dias 09 e 10/ 10/ 2012.

5.2.2. Com paração dos result ados do P2 ( residência com cobert ura de fibrocim ent o) com o P3 ( residência de 2 pavim ent os com cobert ura de cerâm ica com laj e) na Vila Cruzado.

Out ro result ado do m onit oram ent o fez o com par at ivo ent re o P2 ( cobert ura de fibrocim ent o) com o P3 ( cobert ura de cerâm ica com laj e) para verificar a m anutenção da prevalência da m aior inércia t érm ica quando com parado com um a residência que tenha a prot eção do forro e se de fat o colabora com o confort o t érm ico. ( Figura 46 e 47)

Figura 47. P3. Casa de alvenaria de 2 pavim ent os (com revest im ent o de azulejos) com cobert ura de t elha de cerâm ica e laje

Fonte: ARAUJO, R. R. Regist ro fot ográfico de t rabalho de cam po (fev./ 2012)

Figura 46. P2. Casa de alvenaria (sem reboco) com cobert ura de t elha de fibrocim ent o

Nesse com parat ivo, tendo com o referência um a residência com revestim ent o nas paredes e com forro dem onst rou- se a eficiência de duas sit uações im port ant es para favorecer o confort o térm ico da residência. O prim eiro refere- se ao revestim ent o da residência com laj ot as de cerâm ica, que por ser um m at erial de com posição argilosa e, port ant o, friável, colabora com a pouca absorção de energia. O segundo é a presença de laj e ent re o t elhado e o int erior da residência que fica m ais prot egido do efeit o da radiação e que favorece um m aior isolam ent o evit ando assim , a concent ração de energia e o aum ent o da t em perat ura no am bient e int erno.

Observando os result ados regist rados ent re o dia 03 e 04/ 10/ 2012, percebe- se que o P2 tem o seu processo de rápido aquecim ent o int erno a partir das 7: 00h j á apresent ando 1° C a m ais que o am biente ext erno ao cont rário do P3 que est á em processo da dispersão da energia do dia anterior, principalm ent e depois das 19: 00h, quando encerrado em definitivo o processo nat ural da radiação. (Figura 48)

No regist ro das 10: 00h, o P2 j á apresent a um a diferença de 4,6° C com os dados do I NMET, chegando ao seu pico m áxim o do dia com 4,9° C ás 12: 00h ao cont rário do P3 que m arca um a diferença ext erna não superior a 2° C. Os valores de um idade acom panham o processo de variação t érm ica, sendo que os percentuais que m ais diferenciam com o I NMET são o do P2 que oscilam ent re 7 a 12% a m enos em com paração com o am biente ext erno. No caso do P3, apesar de pouco m odificar sua t em perat ura interna, apresent ou percent uais de um idade que foram inclusive positivos em relação ao I NMET, m as, o seu ritm o acom panhou ao com port am ent o da t em peratura.

De cert a form a, por que o forro const it ui um a barreira que obst rui o fluxo t érm ico originado pela insolação da cobert ura e, dest e m odo, prot ege o int erior da instalação. O forro t ende a uniform izar as condições de confort o t érm ico nos am bientes, independent em ente de qual tipo de t elha se t enha utilizado.

Para P2, o seu com port am ent o de aquecim ent o cessa a part ir das 16: 00h quando com eça o processo de resfriam ent o int erno quando a diferença de 4,2° C com o am biente