climatologia e controle ambiental: conservaÇÃo de … · estudo de caso museu mariano procópio...

Antonio Carlos dos Santos Oliveira Msc. em Arquitetura – PROARQ - UFRJ

Climatologista – UERJ Bsc. Museologia - UNIRIO

Tec. em Meteorologia – CEFET-RJ

antonio@cnpi.org.br tel 21-95913881

CLIMATOLOGIA E CONTROLE AMBIENTAL: CONSERVAÇÃO DE BENS CULTURAIS

Biblioteca Nacional-COP

O PROBLEMA: Um grande problema enfrentado pelos países em desenvolvimento é a construção de políticas para a preservação e conservação de acervos cultuais em edifícios tombados. As instituições necessitam de equipamentos e metodologias específicas para cada caso. É necessário uma sistematização da análise de dados ambientais para tomada de decisão e controle.

CLIMATOLOGIA E CONTROLE AMBIENTAL: CONSERVAÇÃO DE BENS CULTURAIS

Biblioteca Nacional-COP

Dados meteorológicos que afetam a edificação. Temperatura Umidade Vento Precipitantes (CHUVAS, GRANIZOS etc.)‏ Rede meteorológica INMET/INPE para coleta de dados

CLIMATOLOGIA E CONTROLE AMBIENTAL: CONSERVAÇÃO DE BENS CULTURAIS

Biblioteca Nacional-COP

Escala meteorológicas e tempoMês Dia Hora

100km Furacões;

Frentes

40Km Nebulosidade,Jato em altitude

Nebulosidade, Precipatação.

20Km Pancadas deChuva etrovoadas

Nebulosidade Convectiva;

Pancadas de Chuva e trovoadas;Rajadas de vento

2Km Pancadas deChuva etrovoadas

Precipitação, trovoadas; Rajadade vento; Brisa; Poeira; Fumaça;Nevoeiro;

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Biblioteca Nacional-COP

Temperaturas INMET

CLIMATOLOGIA E CONTROLE AMBIENTAL: CONSERVAÇÃO DE BENS CULTURAIS

Biblioteca Nacional-COP

Temperaturas INMET

O sistema de climatização deverá alcançar uma temperatura média entre 24,5ºC e 25,0ºC

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Biblioteca Nacional-COP

IMAGEM DE SATÉLITE

ESTAÇÕES METEOROLÓGICAS

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tópico

s

5.º

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6.º

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As flutuações da atmosfera são

previsíveis?

Em que escala de tempo?

PREVISÃO DE TEMPO

Previsão de Tempo

Prazos: de 1 h a 15 dias

Sistematização da Previsão do Tempo

Invenção do Radar

Sondagens atmosféricas

Descobrimento da circulação dos altos níveis

Teorias sobre movimento e evolução

Segunda Guerra

1950s

• Radar Meteorológico

• Primeiros computadores

• Primeiros modelos atmosféricos

1960-1970s

• Satélite Meteorológico

• Desenvolvimento de melhores modelos dinâmicos

Representação aritmética aproximada das equações

matemáticas que regem os movimentos da atmosfera e

suas interações com a superfície terrestre

MODELAGEM NUMÉRICA

PREVISÃO DE TEMPO (após 1994 - Brasil)‏

DADOS DE TODO O GLOBO

28 níveis

verticais 1º

lat 1º long

100 km

100 km

Modelo Atmosférico Global para Previsão de Tempo:

Interações laterais

Interações com a superfície

Número de elementos:

400 x 200 x 28 x 7= 15,9 milhões E-W N-S Vertical

Calcula-se para cada um destes volumes:

Temperatura, umidade, direção e velocidade

do vento, altura geopotencial.

Domínio Geográfico

Código computacional (centenas de milhares de linhas de código) que representa aproximações

numéricas de equações matemáticas, equações estas representativas das Leis Físicas que regem os

movimentos da atmosfera e as interações com a superfície; o cálculo é feito para até 10 dias de

previsão.

Sistema de equações em coordenada

0ηη. ηη

.

Fp

p

TRfkη

p

η

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ηη

p

η

p

t

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TRvd

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T

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Momento

Hidrost

Termod

Continuidade

Mov Vert

Sqdt

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Supercomputadores

NEC SX-6

NEC SX-4

16 bilhões de contas por segundo

768 bilhões de

contas por segundo

Previsão Global • Brasil

• Canadá

• EUA

• Alemanha

• França

• Inglaterra

• Austrália

• Japão

• Rússia

• China

• Índia

Previsão Regional

• Brasil

• Canadá

• EUA

• Argentina

• Alemanha

• França

• Inglaterra

• Austrália

• Japão

• México

• Rússia

• China

• Índia

• Itália

• Espanha

• Iugoslávia

• Bulgária

• África do Sul

• Israel

• Singapura

• Escandinávia

• Malásia

• Coréia do Sul

Países do Mundo com sistemas

de Previsão Numérica de Tempo

Previsão de chuva

Modelo Global - 100 km Modelo Global - 75 km

2003-SX6

20 km

20 k

m

Evolução da Resolução do Modelo Regional do CPTEC

Previsão de chuva

Modelo Regional - 20- km

Previsão de Altíssima Resolução Espacial

Angra dos Reis - Dezembro de 2002

Eta-10 km – Previsão de 24h

Só no Rio de Janeiro tivemos grandes desastres recentes...

2010 © Nicholas Serrano/AE

2010 © Danielle Viana/AE

Angra dos Reis; ano novo 2009-2010.

Só no Rio de Janeiro tivemos grandes desastres recentes...

Região Serrana do RJ Janeiro de 2011.

Resultado de complexas interações entre diversos

subsistemas

Divulgação para

Usuários

ELABORAÇÃO DA PREVISÃO DE TEMPO

Limitações da Previsão de Tempo

Sistemas de escala pequena

Sistemas de desenvolvimento

rápido

Nível de detalhamento espacial

e temporal

Prazo

Intensidade dos fenômenos

Tipos de fenômenos/épocas do ano/região

Previsão

Climática

Sazonal

com

Modelos

Globais

• Brasil

• Canadá

• EUA

• Alemanha

• França

• Inglaterra

• Austrália

• Japão

Simulação

Numérica de

Mudanças

Climáticas

Futuras

e Passadas

• Canadá

• EUA

• Alemanha

• França

• Inglaterra

• Austrália

• Japão

• Brasil (2003)‏

Países do Mundo com sistemas de

Previsão Numérica de Clima e Mudanças Globais

Aquecimento por radiação

TEMPERATURA. É a quantidade de calor que existe no ar. Ela é medida pelo termômetro meteorológico, que é diferente do termômetro clínico. A diferença entre a maior e a menor temperatura chama-se amplitude térmica.

Temperatura externa

Estável Temperatura máxima do dia variando menos do que 2C emrelação ao dia anterior

Declínio Temperatura máxima do dia caindo entre 2C e 5C em relação aodia anterior

Acentuadodeclínio

Temperatura máxima do dia caindo mais do que 5C em relação aodia anterior

Elevação Temperatura máxima do dia subindo entre 2C e 5C em relação aodia anterior

Acentuadaelevação

Temperatura máxima do dia subindo mais do que 5C em relaçãoao dia anterior

UMIDADE DO AR É a quantidade de vapor de água contida na atmosfera. Ao subirem para a atmosfera, as gotículas de água se concentram, formando nuvens, ao se resfriar, a água se precipita, em forma de chuva, por isso, a chuva é um tipo de precipitação de água chamado de precipitação pluvial, o instrumento que mede a umidade do ar é o higrotermômetro e o que registra é o higrotermógrafo.

Umidade externa

Estável Umidade máxima do dia variando menos do que 10%em relação ao dia anterior

Declínio Umidade máxima do dia caindo entre 10% e 20% emrelação ao dia anterior

Acentuadodeclínio

Umidade máxima do dia caindo mais do que 20% emrelação ao dia anterior

Elevação Umidade máxima do dia subindo entre 10% e 20% emrelação ao dia anterior

Acentuadaelevação

Umidade máxima do dia subindo mais do que 20% emrelação ao dia anterior

Classificação das chuvas:

Chuvisco Precipitação cuja intensidade é

inapreciável (menor do que 0,2mm/h)

Aumento de umidade nas

paredes.

Chuva

leve

Precipitação cuja intensidade é

menor do que 4,9 mm/h

Aumento de umidade nas

paredes.

Chuva

moderada

Precipitação cuja intensidade está

compreendida entre 5,0 mm/h e24,9 mm/h.

Aumento de umidade nas

paredes.

Chuva

intensa

Precipitação cuja intensidade está

compreendida entre 25,0 mm/h e49,9 mm/h

Possibilidade de infiltração de

água.

Chuva

muito forte

Precipitação cuja intensidade é

maior do que 50,0 mm/h

Possibilidade de infiltração de

água e enchente.

Prognóstico meteorológico e açãoPROGNÓSTICO SITUAÇÃO SOLUÇÃO Chuva forte Infiltração ou

inundaçãoIsolamento das áreassensíveis

vento forte Destelhamento,janelasquebradas

Proteção de portas ejanelas com tapumes,proteção de telhados

Análise do edifício

Categorias itens Alvo Alvos Principais

1 Ambientes 1.1 Paredes;1.2 Ventilação;

1.3 Piso;

1.4 Aberturas;

1.5 Cor;

1.6 Ar Condicionado;1.7 Desumidificadores;

1.8 Iluminação Artificial;

1.9 Fontes de calor.

Adequar ambiente paradiminuir consumo energético.

Gestão de energia;Gestão da manutenção do

ambiente;

Renovação do ar;

2 Edifício 2.1 Morfologia;

2.2 Espacialidade.

Determinar zoneamento

microclimático.

Determinar as áreas de

acervo.

3 Local

(externo)

3.1 Condições Ambientais;

3.2 Sombreamento;

3.3 Iluminação Natural.

Determinar Climatologia do

entorno

Prognosticar entrada de

umidade excessiva.

4 Usuários 4.1 Técnicos (temporários);

4.2 Técnicos (permanentes);

4.3 Pesquisador;

4.4 Visitante.

Quantificar número possível

de pessoas e horários de

entrada nos ambientes

Conforto higrotérmico;

Conforto Lumínico

5 Acervo 5.1 Reserva técnica, salas de

exposições e ambientações;

Adequar os ambientes para

variações mínimas dos

parâmetros

Diminuir o Impacto

higrotérmico; Dimnuir o

lumínico

Aquecimento por radiação

Análise espacial

Análise Climática interna Para diagnostico do ambiente deve-se realizar leitura em todos os pontos do ambiente, calcular os desvios padrões dos parâmetros. A coleta deverá ser feita em cada pavimento de edifício.

Análise espacial

Análise espacial

Análise Climática interna Estudo de Caso Museu Mariano Procópio

RESERVAS TÉCNICAS / EXPOSIÇÃOProbabilidade

ClimáticasANALISE Proposta

Umidade Externa >

Umidade Interna

Edifício sofrerá aumento de

umidade

Intensificação daVentilação mecânica/ Refrigeração

Umidade Externa =

Umidade Interna Edifício em equilíbrio

Manutenção da ventilação/

Refrigeração

Umidade Externa <

Umidade Interna Edifício em equilíbrio

Desligar a ventilação / DiminuirRefrigeração

Análise espacial Análise Climática interna Estudo de Caso Museu Mariano Procópio

Controle de temperatura e umidade para o Museu Mariano Procópio

Níveis de umidaderelativa recomendadas

de acordo com os

diferentes tipos de

materiais

Temperat

ura ºCVariação Umidade %

Variação

máxima

possível

Couro 24 +-4 60% a 70% +-5%

Metais 24 +-4 50% a 60% +-10%

Madeira pintada 24 +-4 60% a 70% +-10%

Cerâmica 24 +-4 20% a 70% +-10%

Espécimes de ciências 24 +-4 40% a 70% +-10%

Têxtil, vestuário 24 +-4 40% a 60% +-5%

Papel, 24 +-4 45% a 65% +-5%

Pintura sobre tela 24 +-4 55% a 65% +-5%

Fotografias, microfilme 22 +-2 40% a 50% +-5%

Análise espacial

Análise espacial

Análise espacial

Com a climatização aumenta-se a expectativa de conservação do acervo em 7 anos.

Análise espacial

Mantendo o sistema de ar condicionando acionado 24h diminui a possibilidade de formação de fungo. Pelas características do ambiente não é necessário utilizar equipamentos de desumidificação.

Análise espacial

Mantendo o sistema de ar condicionando acionado 24h diminui a possibilidade de formação de fungo. Pelas características do ambiente não é necessário utilizar equipamentos de desumidificação.

Sistema de Monitoramento Contínuo de Temperatura e Umidade

Fluxo de todos os ambientes monitorados

COMIC

CARTOGRAFIA E

MANUSCRITO

ICONOGAFIA

OBRAS RARAS

DIOGE

PERIÓDICOS

LAB

RESTAURAÇÃO

LAB COP

SITRAD

ACUMULADOR

DE DADOS

ACERVOSEGU

ANÁLISE DE FUNGO

DESUMIDIFICAÇÃO

TRANSPORTE DE

ACERVO

E SEGURANÇA

RELATÓRIOS

GRÁFICOS

E TEXTO

RELATÓRIOS

DE

CONSERVAÇÃO

ACESSO VIA REDE

BIBLIOTECA NACIONAL

S

E

N

S

O

R

E

S

SITRAD

SITRAD

SITRAD + SEGURANÇA DE ACERVO