Variáveis Ambientais

Os métodos e instrumentos indicados para a estimativa das variáveis ambientais estão descritos com base na norma ISO 7726 (2012). Os dados das variáveis temperatura de globo, temperatura e umidade relativa do ar foram obtidos por meio de um medidor de estresse térmico. Na obtenção dos dados da velocidade do ar utilizou-se um termoanemômetro digital, com sensores de velocidade e temperatura do ar. Ambos os instrumentos foram devidamente calibrados pelos fabricantes (Anexos C e D).

A temperatura radiante média foi estimada considerando a temperatura de globo, a temperatura e velocidade do ar.

De acordo com a norma ISO 7726 (2012), a definição da posição dos instrumentos deve considerar as características físicas do ambiente, quanto à sua classificação como ambiente homogêneo ou heterogêneo. Naqueles considerados homogêneos, não ocorrem grandes mudanças das variáveis microclimáticas em torno do indivíduo a ser observado (variações inferiores a 5%). Nesses casos, as medições das variáveis acontecem em apenas um ponto próximo ao indivíduo. Nos ambientes considerados heterogêneos, essas variações são superiores a 5%. Por essa razão, nesses ambientes, as medições devem ser executadas em vários pontos em torno do indivíduo. Os valores parciais são

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considerados para a obtenção da média dos parâmetros térmicos. Em caso de dúvidas sobre as características microclimáticas do ambiente, este deve ser considerado heterogêneo.

Outro critério relativo às características do ambiente é em relação às condições térmicas do mesmo. Ambientes em condições térmicas moderadas (conforto) são classificados, pela mesma norma, como Classe C. A Classe S, por sua vez, representa ambientes em condições de estresse térmico. Essas informações estão apresentadas na Tabela 17, e servem de parâmetros para a definição da altura de posicionamento dos sensores.

Tabela 17 - Altura de instalação dos instrumentos de medição das variáveis ambientais.

Localização dos sensores

Coeficientes ponderados para cálculos das variáveis Altura recomendada

Ambiente homogêneo Ambiente heterogêneo Sentado De pé

Classe C Classe S Classe C Classe S

Cabeça 1 1 1,10m 1,70m

Abdômen 1 1 1 2 0,60m 1,10m

Calcanhar 1 1 0,10m 0,10m

Fonte: adaptada da ISO 7726, 2012.

No levantamento de dados, todos os instrumentos foram instalados o mais próximo possível do participante, a 0,60m de altura do piso, equivalente ao nível do abdômen de uma pessoa sentada, considerando o ambiente residencial do tipo homogêneo, Classe C.

2.2.3.1. Temperatura do ar (tar)

A temperatura do ar, considerada em torno do participante, é uma variável quantitativa que pode ser medida por meio de vários métodos e instrumentos. Os instrumentos, aqui exemplificados, podem ser termômetros de expansão (o mercúrio se expande com o aumento da temperatura); termômetros elétricos, como os de resistência de platina e os do tipo termopar.

Apesar de ser considerada uma variável de fácil medição, alguns cuidados devem ser seguidos para evitar possíveis erros, como, por exemplo, aqueles causados pela radiação, que podem provocar diferenças entre a temperatura do sensor e a temperatura do ar. Para evitar tais distúrbios, recomenda- se: (a) a redução do fator de emissão do sensor, através do polimento das superfícies dos sensores metálicos ou do uso de pintura reflexiva; (b) a redução da diferença de temperatura entre o sensor e as superfícies de seu entorno, pelo uso de superfícies reflexivas, como de alumínio, com espessuras entre 0,1mm a 0,2mm e; (c) o aumento do coeficiente de transmissão de calor por convecção, pelo incremento da velocidade do ar entre o sensor e as superfícies adjacentes (ISO7726,2012).

Além dos erros que podem ser provocados pela radiação, a inércia térmica dos sensores também merece atenção. Para evitar tal distúrbio, é necessário aguardar o tempo necessário para estabilização

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do sensor. O registro instantâneo dos dados não é recomendado. No levantamento realizado, o registro dos dados das variáveis ambientais aconteceu após um período de 20 a 40 minutos. Tempo suficiente para a estabilização.

2.2.3.2. Umidade Relativa do ar (UR)

A umidade relativa (UR) foi o parâmetro usado na identificação da presença de umidade no ar, das residências dos participantes da pesquisa. A UR pode ser obtida por meio de equações contidas na norma ISO 7726/1996, da carta psicrométrica plotando-se as temperaturas de bulbo seco e de bulbo úmido ou, finalmente, através de equipamentos que processam os dados e fornecem o valor imediatamente.

Geralmente expressa em porcentagem, é dada pela razão entre a pressão parcial de vapor de água (ρa) e a pressão de saturação de vapor de água (ρas), nas mesmas condições de temperatura e pressão total. A umidade relativa do ar pode ser obtida por meio da Equação 18:

UR = 100 . ρa/ ρas (18)

Onde:

UR = umidade relativa, em %;

ρa = pressão parcial de vapor de água, em kPa; ρas = pressão de saturação de vapor de água, em kPa.

A obtenção da umidade relativa do ar ocorreu por meio do medidor de estresse térmico, que fornece de forma direta seus valores. Por essa razão, não houve a necessidade da aplicação da equação acima, nem tão pouco, o levantamento de dados de pressão de vapor de água (parcial ou saturado).

2.2.3.3. Velocidade do ar (Var)

A medição da velocidade do ar é, em geral, de difícil precisão devido às turbulências típicas do fluxo de ar e de suas variações direcionais. Os instrumentos mais utilizados são os anemômetros de copo, de hélice, de fio quente, de esfera quente, ultra-sônico e laser-doppler.

Como no ambiente de estudo as velocidades inicialmente registradas foram muito baixas, ou nulas, decidiu-se por registrá-las em intervalos de 5 minutos, considerando a mediana do conjunto dos dados. O instrumento foi posicionado próximo ao participante, tomando-se o cuidado de não obstruir a circulação natural do fluxo de ar.

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Na definição do tipo de instrumento de medição devem-se considerar três características importantes: (a) sensibilidade à direção do fluxo de ar; (b) sensibilidade às flutuações da velocidade do ar e (c) possibilidade de obter a velocidade média e o desvio padrão em um determinado período. Sobre a sensibilidade à direção do fluxo de ar, os instrumentos podem ser omnidirecionais ou direcionais. Quando não é possível o uso de anemômetros do tipo omnidirecional, recomenda-se o uso de três direcionais posicionados ao longo de eixos perpendiculares (x, y e z), principalmente quando o evento é realizado em ambiente externo. Outros cuidados são também sugeridos como, por exemplo, atenção quanto à calibração dos instrumentos, ao tempo de resposta do sensor e ao período de realização do experimento.

A aferição da velocidade do ar em ambiente interno apresenta uma menor possibilidade de ocorrência de turbulências e variações na direção e sentido do fluxo do ar. Na pesquisa de campo, as medições ocorreram em ambiente interno, com uma a duas aberturas para circulação da ventilação natural. Por essa razão, não houve problema no uso de um sensor direcional. Todavia, visando uma maior precisão na ratificação da direção do fluxo, contou-se com o auxílio de um pente de fitas plásticas finas e leves. De acordo com Parsons (2014), a simples visualização do movimento do ar pode ser eficaz. Outro procedimento eficiente é o uso de pistolas de fumaça ou de bolhas de sabão.

2.2.3.4. Temperatura Radiante Média (TRM)

A Temperatura Radiante Média (TRM) pode ser calculada por meio de diferentes procedimentos e a partir dos seguintes instrumentos: termômetro de globo negro, radiômetro de duas esferas, sensor de temperatura do ar constante e temperatura das superfícies do entorno e fatores de ângulo.

O termômetro de globo negro foi usado para medir os dados da temperatura de globo na pesquisa de campo e consiste em uma esfera oca, de cobre ou latão, com pintura fosca na cor preta e um termômetro de mercúrio ou termopar no seu interior. Teoricamente, o globo pode ter qualquer diâmetro43_{, entretanto, para o cálculo da TRM com globos de diâmetros diferentes ao padrão da norma} (15 centímetros), devem-se adotar a equação cujo diâmetro do globo consta em suas variáveis, a fim de evitar distorções nos dados. A equação apresentada a seguir (Eq. 19) parte do princípio do balanço das trocas térmicas entre o globo e o ambiente ao seu redor, considerando a convecção forçada.

trm = [(tg + 273)4 + (1,1 x 108 xvar0,6 / ɛg x D0,4) x (tg –ta)]0,25 – 273 (19)

43 No levantamento de campo, o termômetro de globo usado possuía esfera de 7,5 centímetros de diâmetro, confeccionado em latão, com acabamento em pintura fosca na cor preta. Considerou-se a emissividade do globo (ɛg) = 0,95, como sugerido pela norma ISO 7726.

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Onde:

Trm = temperatura radiante média, em °C; Tg = temperatura de globo, em °C; ɛg = emissividade do globo, adimensional; D = diâmetro do globo, em m;

Var = velocidade do ar, em m/s