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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.

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