Voltar à Página da AGB-Nacional

 

 

 

X SIMPÓSIO BRASILEIRO DE GEOGRAFIA FÍSICA APLICADA

 

DESEMPENHO TÉRMICO DE HABITAÇÕES DE FAVELA EM FUNÇÃO DO PADRÃO CONSTRUTIVO - PARAISÓPOLIS - SP

 

 

 

Hans Christoph Guillaumon Dechandt  USP <hcgd@hotmail.com>

Fábio Hideki Kinoshita  USP  <fabio_batata@hotmail.com>

Daniel Hideki Bando  USP  <danh@csite.com.br>

Tarik Rezende de Azevedo  USP  <xtarikx@usp.br>

 


 

 

Palavras-chave: microclimatologia, conforto térmico, climatologia aplicada.

 

Eixo Temático: 3 - Aplicação da Geografia à Pesquisa

Sub-eixo: 3.4 – Aplicações Temáticas em Estudos de Caso





 

 

 

Introdução

 

Este estudo tem o objetivo de verificar a influência do microclima no condicionamento do ambiente de residências representativas da favela de Paraisópolis no Município de São Paulo. Os diversos tipos de construções habitacionais encontrados nas favelas influenciam diretamente nas características climáticas internas, o que tem reflexo na qualidade de vida dos moradores. Por exemplo, o tipo de residência pode estar relacionado à dispersão de uma determinada doença respiratória no espaço. Os resultados desse estudo poderão servir como subsídio às políticas públicas, prevenindo problemas, diminuindo o índice de morbidade e, conseqüentemente, melhorando a qualidade de vida da população.

A estrutura de uma casa tem como objetivo principal proteger os habitantes do ambiente externo, garantindo assim um condicionamento do conforto climático adequado às pessoas (Olgway, 1998). Uma casa pode modular com maior ou menor eficácia os diversos atributos climáticos, sendo as principais a temperatura, a radiação solar, a umidade do ar, chuva e ventilação. Nas favelas, onde as desigualdades sócio-econômicas se expressam de forma mais veemente, é produzida uma ampla diversidade de ambientes, em função da multiplicidade de materiais utilizados na construção das habitações, dentre outros motivos (Tarifa & Armani, 2001). Existem desde barracos de madeira até casas de alvenaria rebocada, no entanto, a maioria das habitações não apresenta um acabamento adequado.

A hipótese do estudo considera que a casa de alvenaria com laje e rebocada, oferece um maior isolamento e inércia térmica em relação ao ambiente externo, sendo assim menor a variação da temperatura em seu interior. Pressupõe-se então que a casa de madeira coberta com telha de fibrocimento apresente um isolamento menor dentre as casas estudadas, isto é, seja mais vulnerável à variação térmica externa. Em relação às outras casas espera-se um isolamento intermediário. No caso da casa sem acabamento com telha de fibrocimento espera-se um isolamento menor em relação à casa rebocada com telha de fibrocimento. Nos casos intermediários, a análise dos dados permitirá uma conclusão mais precisa.

 

Materiais e método

 

Foram enfatizados dois aspectos neste estudo, as temperaturas máximas e mínimas diárias e as condições de conforto em função dos registros de umidade e temperatura obtidos em campo.

A sensação de conforto está relacionada a quatro fatores físicos: temperatura do ar, umidade do ar, campo de radiação e ventilação (Olgway, 1998). O ideal seria medir e analisar essas quatro variáveis no interior de cada casa para chegar a uma conclusão mais abrangente. Devido à falta de equipamentos necessários para a medição da umidade do ar, campo de radiação e ventilação, e também à dificuldade de trabalhar e registrar todas essas variáveis, foi possível, a esta equipe, registrar a temperatura do ar através de termógrafos e termômetros de máxima e mínima, equipamentos disponíveis no laboratório de Climatologia e Biogeografia do Departamento de Geografia da Universidade de São Paulo.

 

Após a primeira visita a favela de Paraisópolis, a equipe escolheu quais seriam as tipologias das casas:

 

1-Alvenaria com laje e rebocada

2-Madeira com telha de fibrocimento sem acabamento

3-Alvenaria com telha de fibrocimento sem reboque

4-Madeira com telha de fibrocimento com acabamento

5-Alvenaria com telha de fibrocimento e rebocada

 

A situação ideal para o estudo seria encontrar casas de dimensões semelhantes, construídas a partir dos diferentes materiais próximas umas as outras, com a mesma orientação geográfica para focar totalmente o estudo do microclima em função dos materiais nas tipologias, ou seja, isolar os fatores externos, como por exemplo, radiação solar e ventilação. Porém, não foi possível encontrar um conjunto de casas nessa situação. O critério priorizado, então, foi à proximidade entre as casas, em uma área de declividades muito baixas. Os instrumentos foram instalados em cômodos onde não houvesse utilidades domésticas que geram muito calor, por exemplo, fogões e geladeiras (de preferência no quarto ou na sala).

Os instrumentos foram monitorados semanalmente durante um período total de oito semanas. Os diagramas dos termógrafos também eram trocados a cada sete dias. Os dados dos diagramas foram reduzidos manualmente com auxílio de nanômetro e armazenados em planilha eletrônica para tratamento posterior. Para a composição deste texto foi aproveitada parte dos dados coletados por esta e outras equipes em outras áreas da mesma Favela. 

A umidade relativa do ar teve que ser aproveitada de postos de medição externos que foram operados no mesmo período por outra equipe, tarefa que seguiu alguns critérios. Para a seleção dos postos que ofereceriam dados de umidade a serem relacionados às casas no diagrama de conforto, foi feita uma rápida composição no programa Able Software R2V, de forma que curvas de nível e córregos pudessem se sobrepor ao mapa da área de estudo. Por sua vez, ao associar esse mapa à foto aérea com a localização das casas, pôde-se dimensionar a proximidade de córregos, tanto das casas, quanto dos postos externos.

Os postos deveriam atender às seguintes condições: (1) nas proximidades da área de estudo e (2) em ambientes semelhantes aos das casas. Após checagem dos valores de umidade, com base no mapa, em fotos dos postos e das casas, e lembrando das condições observadas em campo, classificaram-se e relacionaram-se os ambientes que mantinham características semelhantes entre os postos externos e as casas, verificando também a resposta de cada um à passagem de frentes frias. O posto D, por exemplo, apesar de ser o posto mais próximo da casa 4, esta se localiza junto ao córrego e sofre sua influência sobretudo em períodos chuvosos, da mesma forma que o posto C. A melhor relação encontrada foi: (a) Casas 1, 2 e 4, próximas do córrego, da terra molhada, em vielas estreitas e úmidas, são semelhantes ao posto C; (b) Casa 5, viela mais larga, distanciamento da terra úmida, semelhante ao posto D e; (c) Casa 3, espaço aberto, distante do córrego, muito próxima ao posto D.

 

Organização e representação dos dados

 

O primeiro elemento analisado foi a seqüência de temperaturas máximas e mínimas diárias ao longo do período estudado, tomada como índice demonstrativo do comportamento micro-climático das habitações estudadas. Dos diagramas de cada registrador, foi extraído para cada casa, a temperatura máxima e mínima, seguido pelo cálculo da amplitude térmica em °C em cada um dos dias das oito semanas. Posteriormente foi calculada a média das amplitudes térmicas e o desvio padrão para cada casa. O desvio padrão foi calculado para verificar a variação das amplitudes em relação à média.

 

Tabela 1. Média da amplitude térmica diária no interior das cinco casas.

Ambiente

CASA 1

CASA 5

CASA 4

CASA 2

CASA 3

Média da amplitude térmica diária (oC)

1,51

4,41

4,52

5,85

8,45

Desvio Padrão

0,55

1,39

1,47

2,04

2,85

 

Para facilitar a compreensão e visualização o Gráfico 1 representa os valores das amplitudes em ordem crescente. A hipótese inicial foi confirmada, com exceção da casa 3 (alvenaria com telha de fibrocimento sem reboque) que apresentou uma amplitude térmica maior em relação à casa 2 (madeira com telha de fibrocimento sem acabamento).

Quatro fatores contribuíram para causar essa discrepância. Um deles está relacionado à orientação geográfica, pois a casa 3 recebia radiação solar direta. Isso colaborou para que as máximas nesta casa fossem maiores que em todas as outras em todos os dias. Ao contrário da casa 2 que se localizava numa viela no meio de outras duas, a casa 3 estava isolada, desprotegida nos lados, isto é, tinha uma superfície de troca maior, o que facilita as trocas de calor. Em terceiro lugar, havia um terreno aberto na frente da casa 3, uma espécie de praça que permitia uma circulação mais acentuada dos ventos para o interior da casa. Por último, foi verificado nas visitas semanais que a proprietária da casa 3 deixava freqüentemente a porta e a janela aberta, facilitando a entrada das correntes de ar na casa, provavelmente para amenizar o aquecimento radiativo excessivo. Essa última variável não pode ser controlada. Essas diferenças entre as casas, portanto não estão relacionadas apenas à tipologia das casas, mas a outros fatores, como o uso que se dá à mesma. Se a mesma rotina de abertura e fechamento das aberturas estivesse presente em todas elas, possivelmente a diferença de amplitude térmica fosse ainda maior.

 

 

Neste trabalho, os dados foram selecionados e combinados em função do habitat humano, ou seja, toma-se por referência representações de ambientes favoráveis ou desfavoráveis aos moradores, em termos de conforto e saúde.  Com o produto gráfico das máximas e mínimas de cada casa, relacionado acima, explorou-se a existência de padrões mais ou menos cíclicos destas variações ao longo da semana, bem como seu significado para as condições de conforto. Para tanto, a partir das médias semanais da temperatura e umidade horária, foram elaborados gráficos (1) das variações médias semanais, (2) de dispersão da temperatura em função da umidade que foram aplicados no (3) diagrama de conforto de Olgway (1998).

Em termos comparativos, a opção por valores médios representativos de todo o período, para a variação de temperatura, parece ser a mais apropriada. Quando avaliamos fenômenos em escala de um tempo curto, obtemos maior detalhe do seu desenvolvimento, ou seja, uma precisão maior da representação das relações que se dão entre as variáveis. Esta seria a escala de abordagem, quando é desejado compreender como se dão essas relações. O gráfico 2 mostra a variação da média semanal da temperatura horária:

 

 

No entanto, quando se pretende amenizar o efeito de exceções ao comportamento habitual daquelas variáveis, a abordagem da variação de algum fenômeno ao longo de um período longo de tempo se torna mais interessante. As exceções se dão por influência de fatores externos ou, mais freqüentemente, em função de eventos que respondem a um quadro muito particular da associação de variáveis, portanto mais instável e de curta duração. A média é uma simplificação, mas permite visualizar a repetição das variações climáticas (Azevedo, 2001). Para o nosso interesse, permite relacionar qual o dia da semana que costuma ser mais adverso ao conforto, em que horário, por outro lado, atenua os picos em que as condições climáticas estiveram piores. Seria então de grande proveito contabilizar quantas vezes ao longo do período estudado a temperatura e a umidade condicionaram um ambiente péssimo para o conforto e para a saúde dos moradores, pois são nestes picos, associados à baixa resistência do morador, que se propiciam as doenças respiratórias.

Os diagramas de conforto apresentam o resultado final de uma ambientação que responde a diversos fatores. Em um recinto fechado, podemos mencionar: a insolação durante o dia, que contribui com uma parcela substancial do calor que penetra na habitação; o calor interno, gerado por pessoas e equipamentos; as trocas térmicas por transmissão de calor, tanto de fora para dentro (dia) como de dentro para fora (noite), através das superfícies que limitam o ambiente habitado e as trocas térmicas propiciadas pela ventilação.

Os gráficos de dispersão da temperatura em função da umidade relativa do ar foram elaborados de forma que pudessem ser sobrepostos ao diagrama de conforto, viabilizando a análise. O gráfico 3 exemplifica o procedimento.

 

Aplicados os gráficos de dispersão sobre o diagrama de conforto, obteve-se gráficos como o exemplo apresentado no gráfico 4.

 

Análise

 

Com base na leitura das informações obtidas através da conjunção de gráficos de dispersão sobre o diagrama de conforto, podemos distinguir aspectos relevantes do comportamento micro-climático de cada casa.

Os diagramas de conforto de todas as casas apresentam nuvens de pontos que se concentram em zonas indicadoras de condições demasiadamente úmidas. Ao comparar estas nuvens, percebemos que elas diferem também em forma, inclinação e espalhamento. Em um segundo momento, se isolarmos variações diárias e ligarmos os pontos, observaremos uma periodicidade, cujo desenho igualmente varia em função da casa e do dia da semana considerado.

 

 Gráfico 4. Diagrama de conforto em função da temperatura e umidade relativa do ar

 (azul: casa 1; vermelho: casa 3; Amarelo: casa 5)

Organizado por Dechandt, H. C. G. com base em Olgway (1998)

 

Forma: As nuvens são formadas pela diferença das coordenadas de pontos representativos de variações semanais e horárias das condições de temperatura e pressão. A seqüência de pontos passa da direita para esquerda, à medida que avançam as horas do dia, da 00:00h até mais ou menos 17:00h, quando há o aquecimento do ambiente e redução de umidade, e retornam para a direita com a chegada da noite, representando a perda de calor e novamente o aumento da umidade. A variação vertical da disposição dos pontos, com maior ou menor inclinação linear, se dá pelo aquecimento climático em larga escala, ao longo da semana, apresentando valores máximos na quinta-feira, para a região estudada.

Inclinação: Como temperatura e umidade são fatores dependentes, o acréscimo semanal de calor ao ambiente age de forma a deslocar esse equilíbrio. A representação dessas duas variáveis nos eixos do diagrama produz alterações na inclinação da linha formada pela variação diária dos dados. Quanto maior a inclinação, maior a dependência de um determinado ambiente parcialmente isolado às condições externas.

Espalhamento: Pontos concentrados ao longo de uma determinada faixa de temperatura indicam bom amortecimento da onda de calor. A extensão horizontal da nuvem se dá pela amplitude da variação de umidade, enquanto a extensão vertical se vincula à temperatura. Os pontos se espalham ao longo de seqüências, cujo paralelismo indica condições de equilíbrio entre umidade e temperatura razoavelmente parecidas para cada dia da semana, havendo um acréscimo diário de valor em cada uma dessas variáveis. A disposição do desenho das seqüências de dados em “leque”, aberta para a esquerda, fechada à direita, se relaciona a uma instabilidade maior do balanço entre umidade e pressão.

O desenho do ciclo varia, colocando alguns exemplos, em giros de maior ou menor extensão, em formatos arredondados ou em “oito”, em que as seqüências diárias e noturnas se cruzam. A diferenciação se deve ao caráter da intensidade da variação, sendo que uma variação gradual apresenta um desenho de curvas suave.

Em termos gerais, a tendência semanal é de aumento médio das temperaturas, e em relação a estes, os índices de umidade passam a variar com menor amplitude ao longo do dia, concentrando seus maiores valores horários de noite. O ângulo da seqüência de pontos diários, se traçada uma linha de tendência para a variação diária, tende a crescer, inserindo os mesmos em áreas cada vez mais próximas da zona tórrida no diagrama.  Essa tendência encontra seu ápice e momento de reversão na quinta-feira. Finalmente no domingo, observamos variações mais extensas da umidade, assim como menores oscilações da temperatura. São nos fins de semana que o ambiente se torna mais confortável, na medida do possível para cada tipo casa.

A tendência climática acima relacionada é tanto mais verídica para um determinado ambiente, quanto menor é a sua capacidade de amenizar o fluxo de calor entre o meio interno e externo. Partiremos à análise da atuação dos materiais nesta dinâmica de troca de calor, com base nos diagramas.

A principal causa de desconforto térmico das habitações se deve à insolação. Para comparar a diferença entre a influência da cobertura, basta observar a discrepância entre os diagramas de todas as casas de cobertura de telhas de fibrocimento e a casa 1, com cobertura de laje. Esta apresenta uma nuvem linear, concentrada em uma faixa horizontal, denotando pouca variação térmica, e mesmo esta, gradativa ao longo do dia e da semana. O padrão das outras casas, neste aspecto, se aproxima da tendência semanal geral, apresentada anteriormente.

A fim de comparar a diferença entre a influência da alvenaria ou da madeira das paredes, responsáveis, junto com a cobertura, pelas trocas de calor com o ambiente externo, comparou-se os diagramas da casa de alvenaria rebocada com telhas  de fibrocimento (5) e da casa de madeira com acabamento interno e externo e telhas de fibrocimento (4), e da casa de alvenaria com telhas de fibrocimento sem reboco (3) em relação a casa de madeira com telhas de fibrocimento sem acabamento (2).

As variações semanais e diárias das casas 5 e 4 seguiram padrões muito semelhantes, embora a nuvem de pontos da casa 5 se situasse deslocada para temperaturas médias mais baixas. Quando visualizado o desenho formado pela seqüência de condições diárias de temperatura e umidade, este apresentou um período circular, de curvas suaves, mostrando que as variações foram gradativas, se comparadas ao desenho do ciclo das condições ambientes para a casa 3, em forma de 8, de oscilações marcadamente instáveis.

Comparando a casa 3 e a 2, não podemos acreditar que são diferenciadas somente pelo aspecto do material da parede, pelas respostas que obtivemos. Provavelmente, o fato da casa 3 se situar sob condições de insolação explica melhor a grande variação que nela ocorre. Na casa 2, o diagrama apresenta padrão semelhante das casas 4 e 5, com maior umidade.

Isolando o aspecto acabamento, combinaram-se os seguintes pares para comparação: a casa de madeira com telhas de fibrocimento sem acabamento (2) com a casa de madeira com acabamento interno e externo e telhas de fibrocimento (4), e a casa de alvenaria com telhas de fibrocimento sem reboco(3) com a casa de alvenaria rebocada com telhas de fibrocimento (5). A casa 2 teve uma variação da temperatura maior ao longo da semana em relação a 4, e um espalhamento de seus  pontos, denotando condições climáticas e de conforto mais instáveis. A 3 apresentou, quando comparada a 5, variações diárias e semanais de temperatura muito mais acentuadas, resultando em uma nuvem de pontos muito mais inclinada, de grande extensão vertical e horizontal, com um desenho das variações mais marcado, com curvas e inversões abruptas, caracterizando um ambiente notadamente comandado pelas interferências do ambiente externo.

 

Conclusão

 

Entre os elementos abordados e nos casos abordados, o principal atuante no condicionamento climático das habitações é a cobertura, responsável por boa parte do aquecimento e resfriamento do ambiente interno. Por outro lado, o isolamento responsável pela dificuldade de entrada de calor externo não proveniente do aquecimento do Sol, e a retenção de calor à noite, dependem da qualidade do material utilizado na construção das paredes, assim como do acabamento, responsável por melhorias um tanto mais discretas, mas perceptíveis, nas condições do ambiente.

As casas, no tocante ao conforto, se mostraram a maior parte do tempo fora do padrão de conforto proposto pelo diagrama adotado, variando entre situações excessivamente úmidas, especialmente nas últimas e nas primeiras horas do dia. Fora a casa 1, que atende aos padrões de conforto no período crítico do início da tarde, as outras só atingiram a zona de conforto nos finais de semana e início da noite.

Este trabalho apresentou alguns aspectos relevantes dos processos micro-climáticos em uma determinada região da favela de Paraisópolis na cidade de São Paulo. Pode-se observar a influência não só da temperatura, mas de diversas características climáticas especificas em cada tipologia estudada. A hipótese inicial foi confirmada tanto pelos aspectos das temperaturas máximas e mínimas diárias ao longo do período estudado ou pelas condições de conforto em função dos dados disponíveis de umidade e temperatura. Esse estudo dependia de diversas variáveis o que dificultava o isolamento das mesmas para o estudo exclusivo do micro-clima no interior das tipologias adotadas. Além da dificuldade de localizar diferentes tipos de casas, umas próximas as outras, e com a mesma orientação geográfica, o grupo dependia da boa vontade do proprietário em disponibilizar a casa e permitir a instalação dos equipamentos. Considerando todas essas dificuldades, obtivemos um resultado bastante satisfatório, o que permitiu a compreensão da relação entre conforto humano e processos micro-climáticos no interior nas casas além de possibilitar aos alunos aprender a respeito de questões metodológicas científicas tanto em seus aspectos teóricos quanto práticos.

 

 

Referências

 

AZEVEDO, T. R. de (2001) Derivação antrópica o clima na Região Metropolitana de São Paulo abordada como função do ritmo semanal das atividades humanas. Tese de Doutorado apresentada à Faculdade de Filosofia, Letras e Ciências Humanas da Universidade de São Paulo.

 

TARIFA, J. R. & ARMANI, G (2001) "Os Climas Urbanos" in Os Climas na Cidade de São Paulo. TARIFA, J. R. & AZEVEDO, T. R. ogs. Coleção Novos Caminhos, n. 4. Departamento de Geografia, Universidade de São Paulo.

 

OLGWAY, V. (1998) Arquitectura Y Clima. Editorial Gustavo Gili S.A., Barcelona.