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PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO STRICTO SENSU

MESTRADO EM CIÊNCIAS AMBIENTAIS

BENEDITO VALDEVINO RIBEIRO

ANÁLISE DO CONFORTO TÉRMICO DO PARQUE

ESTADUAL ZÉ BOLO FLÔ EM CUIABÁ - MT

CUIABÁ, MATO GROSSO

2018

BENEDITO VALDEVINO RIBEIRO

ANÁLISE DO CONFORTO TÉRMICO DO PARQUE

ESTADUAL ZÉ BOLO FLÔ EM CUIABÁ - MT

Dissertação apresentada ao Programa de Pós-

Graduação em Ciências Ambientais – PPGCA,

Universidade de Cuiabá - UNIC, como parte dos

requisitos para obtenção do título de Mestre em

Ciências Ambientais.

Orientador Prof. Dr. Carlo Ralph de Musis

Coorientador (a) Prof(a). Dra Marta Cristina de Jesus Albuquerque

Nogueira

CUIABÁ, MATO GROSSO

2018

FICHA CATALOGRÁFICA Dados Internacionais para Catalogação na Publicação (CIP)

Bibliotecária Elizabete Luciano /CRB1-2103

R484a Ribeiro, Benedito Valdevino.

Análise do Conforto Térmico do Parque Estadual Zé Bolo Flô em Cuiabá – MT. /Benedito Valdevino Ribeiro. Cuiabá-MT, 2018.

61p. Inclui Lista de Figuras e Tabelas.

Dissertação apresentada ao Programa de Pós-Graduação em Ciências Ambientais da Universidade de Cuiabá, como parte dos requisitos para obtenção do título de Mestre em Ciências Ambientais.

Orientador: Dr. Carlos Ralph de Musis. Co-Orientadora: Dra. Marta Cristina de Jesus Albuquerque

1.Índice de Calor. 2.Clima Urbano. 3.Parques Urbanos.CDU 34:551

DEDICATÓRIA

A Deus pela vida, a minha esposa

Maria Dilce, a minha filha Aline Rayane,

ao meu Filho Allyson Rodrigo, a minha

querida mãe Izaurina Ribeiro, ao meu pai

Fracisco Francine, a todos meus irmãos e

amigos.

AGRADECIMENTOS

Ao Prof. Dr. Carlo Ralph De Musis pela paciência, orientação, apoio e

amizade, além de sua dedicação, competência e especial atenção nas revisões

e sugestões, itens importantes na conclusão deste trabalho;

Ao Professor Dr. Jonathan Willian Zangeski Novais pela orientação e

sugestões;

A Profa. Dra. Marta Cristina de Jesus Albuquerque Nogueira pela paciência,

orientação e auxilio na obtenção dos dados climáticos;

Ao Prof. Dr. Osvaldo Borges pela dedicação e empenho em tornar esta pós-

graduação em um modelo a ser seguido;

Ao Prof. Dr. Luiz Annunciação pelas sugestões e participação na banca de

defesa;

Aos professores do Programa de Pós-Graduação em Ciências Ambiental da

Universidade de Cuiabá (UNIC), por compartilharem seus conhecimentos;

Aos amigos e companheiros de trabalho e pesquisa do Programa de Pós

Graduação em Ciências Ambiental da Universidade de Cuiabá; Ana Carolina

Amorim Marques, Angélica Yara Siqueira, Antônio Ramos Corrêa, Cristiane

Aparecida Eliziário, Cristiano Goulart, Elias Antônio Morgan, Fabrícia,

Cristina Lemos Melo, Giovani Vinícius Merlin, Maurel Francelino Guerreiro,

Nathália, Martins da S. Reis, Priscila Maria Gonçalves Guilherme, Rafael

Leite Brandão Laranja;

Aos alunos do programa de iniciação cientifica da UFMT, em especial a

Eduardo Menacho Campos pelo auxilio na obtenção dos dados climáticos no

interior da unidade de conservação;

A todas as pessoas que direta ou indiretamente contribuíram no

desenvolvimento desta pesquisa.

SUMÁRIO

LISTA DE FIGURAS ...................................................................................... v

LISTA DE TABELAS .................................................................................... vi

LISTA DE ABREVIATURAS E SÍMBOLOS .............................................. vii

RESUMO ...................................................................................................... viii

ABSTRACT .................................................................................................... ix

INTRODUÇÃO ............................................................................................... 1

1.1 Objetivo geral ..................................................................................... 2

1.2 Objetivos específicos .......................................................................... 2

2 REVISÃO BIBLIOGRÁFICA ............................................................ 3

2.1 O clima e suas definições ................................................................... 3

2.1.1 Escala de estudo em climatologia ................................................. 4

2.2 Mudanças climáticas em zonas construídas ....................................... 6

2.2.1 Cobertura do solo natural, artificial e suas influências ................. 7

2.2.2 Aspectos climáticos da arborização urbana .................................. 9

2.2.3 Parques urbanos .......................................................................... 11

2.2.4 Ilhas de calor e frescor em Cuiabá .............................................. 12

2.3 Índices de conforto, aspectos históricos ........................................... 15

2.3.1 Classificação dos índices de conforto ......................................... 16

2.3.2 Índice de Calor (IC) .................................................................... 17

3 MATERIAIS E MÉTODOS ............................................................. 21

3.1 Caracterização climática de Cuiabá .................................................. 21

3.2 Características da área de estudo ...................................................... 22

3.2.1 Pontos de referências e dias de monitoramento no interior do

Parque Zé Bolo Flô ............................................................................................ 25

3.3 Materiais ........................................................................................... 30

3.3.1 Coleta dos dados ......................................................................... 31

3.4 Análise estatística ............................................................................. 32

4 - RESULTADOS E DISCUSSÃO .............................................................. 32

5 - CONCLUSÃO .......................................................................................... 41

REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS ........................................................... 42

v

LISTA DE FIGURAS

Figura 1: Albedo de materiais e superfícies urbanas. ................................................. 9

Figura 2 – Mapa do Município de Cuiabá - MT ....................................................... 14

Figura 3 - Curvas teóricas do índice de calor versus temperatura do ar para as

umidades relativas de 20,40, 60, 80 e 100%. ............................................................. 19

Figura 4 - Quadro do Índice de Calor ....................................................................... 20

Figura 5 - Localização do município de Cuiabá ....................................................... 21

Figura 9 - Localização do Parque Estadual Zé Bolo Flô .......................................... 23

Figura 10 - Vista aérea do Parque Zé Bolo Flô......................................................... 23

Figura 11 - Biomas Brasileiros ................................................................................. 24

Figura 12 - Pontos de referencia no interior do Parque ............................................ 25

Figura 13 – Ponto de referência 1 ............................................................................. 26

Figura 14 - Ponto de referência 2 .............................................................................. 26







Figura 21- Ponto de referência 9 ............................................................................... 29

Figura 22 - Ponto de referência 10 ............................................................................ 30

Figura 23:- Sensor do tipo Datalogger e abrigo adaptativo ..................................... 31

Figura 24 – Médias diárias da Temperatura do ar em Cuiabá .................................. 33

Figura 25 - Médias diárias da Umidade Relativa em Cuiabá ................................... 33

Figura 26 - Médias diárias da Precipitação em Cuiabá ............................................. 34

Figura 28 - Variação do índice de Calor para estação do ano e períodos ................. 36

Figura 29 – Variação horaria do índice de Calor no interior do Parque ................... 37

vi

LISTA DE TABELAS

Tabela 1 - Organização da escala espacial e temporal do clima ................................. 4

Tabela 2 - Níveis de alerta e possíveis sintomas fisiológicos às pessoas, de acordo

com o índice de calor (em Graus Celsius) ................................................................. 18

Tabela 3 – Dados climáticos nos períodos da pesquisa ............................................ 34

Tabela 4 - Resultados da análise de variância ........................................................... 35

Tabela 5 - Comparação de médias pairwise .............................................................. 35

Tabela 6 – Médias e intervalos de confiança das variáveis climáticas medidas no

interior do Parque ....................................................................................................... 38

Tabela 7 - Classificação de risco em função da variação horário do índice de calor

conforme NOAA ........................................................................................................ 39

vii

LISTA DE ABREVIATURAS E SÍMBOLOS

ABNT Associação Brasileira de Normas Técnicas

ASHRAE American Society of Heating Refrigerating and Air-Conditioning

Engineer

CBUQ Concreto Betuminoso Usinado a Quente

IC Índice de Calor

ICU Ilha de Calor Urbano

Ic Intervalo de confiança

INMET Instituto Nacional de Meteorologia

IPDU Instituto de Planejamento e Desenvolvimento Urbano

ISO International Organization for Standardization

ITU Índice de Temperatura e Umidade

NOAA National Oceanic and Atmospheric Administation

OMM Organização Mundial de Meteorologia

PEZBF Parque Estadual Zé Bolo Flô

PVC Polyvinyl chloride

SEMA Secretaria Estadual de Maio Ambiente

SNUC Sistema Nacional de Unidade de Conservação

Tar Temperatura de bulbo seco

UC Unidade de conservação

UFMT Universidade Federal de Mato grosso

UR Umidade Relativa

USB Universal Serial Bus

UV Ultra Violeta

viii

RESUMO

RIBEIRO, B.V. Avaliação do microclima do Parque Estadual Zé Bolo Flô em

CUIABÁ/MT. 2018, 67f. Dissertação (Mestrado), Departamento de Ciências

Ambientais, Universidade de Cuiabá, Unidade Barão de Melgaço, Cuiabá, 2018.

Os parques urbanos são áreas verdes dentro de um contesto urbanístico onde a fauna e

flora do bioma local permanecem preservadas. A buscar por melhores qualidades de

vida e contato com a natureza, levam a comunidade local a utilizarem esses espaços

para as práticas de varias modalidades esportivas e encontro sociais. Nesse contesto o

conhecimento do comportamento microclimático do ambiente se faz necessário como

forma de se evitar a exposição em horários considerados de estresse térmico. O estudo

realizado no interior do Parque Estadual Zé Bolo Flô teve como objetivos analisar o

conforto térmico utilizando como parâmetro o índice de Calor, que é uma grandeza

física a qual correlaciona às variáveis temperatura do ar e umidade relativa. Foram

definidos dez pontos estratégicos levando em conta a heterogeneidade do ambiente. A

coleta dos dados climáticos foi obtida utilizando a técnica do transecto móvel nos

períodos matutino e vespertino das estações quente seca e quente úmida. Os dados

foram analisados utilizando a análise de variância não-paramétrica Van der Waerden de

dois fatores para averiguação das interações existentes entre os fatores da estação do

ano e do horário e mês, sendo seguida por comparação de médias pairwise pelo teste de

Tukey. Foi empregado ainda o método de reamostragem bootstrap não paramétrico para

determinação das médias horarias das variáveis climáticas. Os resultados encontrados

apresentaram variações significativas entre os períodos matutino e vespertino para a

estação chuvosa onde o Índice de Calor atingiu valores que o classificaram como

situação de muito cuidado conforme especificado pelo National Oceanic and

Atmospheric Administation para alguns horários do dia. Medidas paliativas como

escolha de horários específicos e utilização de barreiras física e química são indicadas

para os frequentadores do local.

Palavras Chaves: Índice de Calor; Clima urbano; Parques urbanos.

ix

ABSTRACT

RIBEIRO, B.V. Evaluation of the microclimate of the Zé Bolo Flô State Park in

CUIABÁ / MT. 2018, 67f. Dissertation (Master degree), Department of Environmental

Sciences, University of Cuiabá, Barão de Melgaço Unit, Cuiabá, 2018.

The urban parks are green areas within an urban contesto where the fauna and flora of

the local biome remain preserved. To seek for better qualities of life and contact with

nature, lead the local community to use these spaces for the practices of various sports

and social encounters. In this contesto the knowledge of the microclimatic behavior of

the environment is necessary as a way of avoiding exposure at times considered as

thermal stress. The study carried out inside the Zé Bolo Flô State Park had as objectives

to analyze the thermal comfort using as parameter the Heat index, which is a physical

quantity which correlates to the variables air temperature and relative humidity. Ten

strategic points were defined taking into account the heterogeneity of the environment.

The data collection was obtained using the mobile transect technique in the morning and

afternoon periods of hot dry and hot humid seasons. The data were analyzed using two-

factor Van der Waerden non-parametric analysis of variance to investigate the

interactions between the factors of the season and the time and month, followed by

comparison of pairswise means by Tukey's test. The method of non-parametric

bootstrap resampling was also used to determine the hourly means of climatic variables.

The results showed significant variations between the morning and afternoon periods

for the rainy season where the Heat Index reached values that classified it as a very

careful situation as specified by the National Oceanic and Atmospheric Administation

for sometimes of the day. Palliative measures such as the choice of specific times and

the use of physical and chemical barriers are indicated for the locals.

Key Words: Heat Index; Urban Weather; Urban Parks.

.

1

INTRODUÇÃO

O aumento populacional e as demandas sociais por habitação contribuem de

forma significativa para o crescimento das cidades. Esse crescimento acelerado em sua

grande maioria é fruto de especulação imobiliária, e faz com que ocorra a consequente

substituição da cobertura natural por ambientes antropizados. Alterações que

contribuem de forma acentuada na diferenciação microclimática das regiões atingidas,

fazendo com que ocorra a variação da temperatura do ar e o surgimento das ilhas de

calor urbanas.

Essas diferenciações microclimáticas são resultados do processo de urbanização

tais quais os aumentos das áreas construídas em detrimento de áreas arborizadas,

adensamento e verticalização nas áreas centrais, canalização de rios e córregos por meio

de obras de infraestrutura, somada ainda ao aumento de impermeabilização do solo por

meio da implantação de pavimentos artificiais (betuminoso e em concreto aparente),

situação essa que favorecem o surgimento de ambientes com condições microclimáticas

desfavoráveis, e que contribui para a sensação de desconforto e estresse térmico como

também nas variações no regime de precipitações e maior consumo de energia.

As áreas verdes dentro do contesto urbanístico tais como parques, praças e

canteiros servem como medidas mitigadoras, atuando como ilhas de frescor e

amenizando o desconforto térmico, sendo que os parques urbanos são bastante relevante

em termos ambientais, e normalmente abrigam vegetação nativa do bioma loca,

ajudando na atenuação do calor e melhoria na qualidade do ar

O espaço aberto é local onde muitas das atividades humanas acontecem.

Trabalhadores de diversas áreas profissionais desenvolvem seu trabalho ao céu aberto,

sujeito as intempéries do dia a dia. A preocupação com a saúde e bem estar leva cada

vez mais pessoas a praticarem exercícios físicos em ambiente ao ar livre. Todas essas

ações sujeitam o individual a uma exposição prolongada a cargas térmicas provenientes

da radiação solar é do meio, e que podem ser mais ou menos intensa dependendo do

horário do dia e da estação do ano. Essa carga térmica, conforme sua intensidade pode

provocar danos à saúde com sintomas que variam desde uma simples fadiga física a um

acidente vascular cerebral eminente com possibilidades de morte.

2

Os índices de conforto surgem como técnicas de controle e prevenção. O Índice

de Calor, grandeza que correlaciona a Temperatura do ar com a Umidade Relativa de

forma a possibilitar o controle da temperatura aparente, oferece parâmetros que servem

como níveis de alerta quanto à exposição.

Dentro desse contexto, é importante o entendimento e conhecimento das

variáveis climáticas que influenciam no surgimento dos estresses térmicos de forma a

evitar os horários mais críticos como também propiciar a escolha de medidas protetivas

adequadas.

1.1 Objetivo geral

1. Analisar o conforto térmico do parque urbano Zé Bolo Flô em Cuiabá,

Mato Grosso, utilizando como parâmetro o Índice de Calor.

1.2 Objetivos específicos

1. Analisar as condições microclimáticas do lócus estudado;

2. Verificar as variações horarias e sazonais da temperatura, umidade

relativa do ar e do índice de calor.

3

2 REVISÃO BIBLIOGRÁFICA

2.1 O clima e suas definições

A definição de clima pode ser entendida como um comportamento médio dos

elementos atmosféricos estudados através de registros meteorológico coletados no

período de no mínimo 30 anos, e que serve de respaldo para sua definição.

Segundo Sant’Anna Neto (2003) foi Julius Hann quem primeiramente produziu

uma obra de caráter mais didático, pretendendo condensar todo o conhecimento sobre as

ciências atmosféricas e aponta que o clima é o conjunto de fenômenos meteorológicos

que caracterizam o estado médio da atmosfera em um ponto da superfície terrestre. O

autor cita ainda que, sob a concepção do geógrafo francês Max Sorre, o clima pode ser

definido como o ambiente atmosférico constituído pela série de estados da atmosfera

sobre um lugar em sua sucessão habitual, sendo que dentre esses fenômenos estão os

elementos e fatores climáticos, cujas grandezas permitem que seja possível sua

mensuração.

Morize (1922 apud SANT’ANNA NETO, 2003) define tempo como somente

uma fase da sucessão dos fenômenos, cujo ciclo completo, reproduzindo-se com maior

ou menor regularidade em cada ano, constitui o clima de qualquer localidade.

As variáveis meteorológicas se correlacionam entre si no processo de formação

do clima. Assim o clima pode ser definido como a função características e permanentes

do tempo, num lugar, em meios a suas infinitas variações, e o tempo é considerado a

somatória das condições atmosféricas de um lugar, em um período curto de tempo,

através da combinação de temperatura, pressão, umidade, ventos e precipitação que

representam um estado momentâneo da atmosfera (MASCARÓ, 1991).

O conhecimento do comportamento da atmosfera do planeta é algo que intriga a

humanidade desde tempos bem remotos. É na atmosfera que o tempo e o clima se

manifestam, tornando cada lugar, dependendo de sua posição geográfica, frio ou quente.

Conforme Mendonça & Danni-Oliveira (2007) a partir do momento em que o

homem tomou consciência da interdependência das condições climáticas e daquelas de

sua deliberada intervenção no meio natural, como necessidade para o desenvolvimento

social, ele passou a produzir e registrar o conhecimento sobre os componentes da

natureza.

4

Silva Ferreira (2012) afirma que atualmente os estudos climáticos realizados no

Brasil seguem as propostas da climatologia dinâmica resultante das concepções

climáticas de Max Sorre, a partir do paradigma do ritmo e sucessão dos tipos de tempo

desenvolvido por Carlos Augusto Figueiredo Monteiro, e também utilizando o modelo

geo sistêmico desenvolvido por Georges Bertrand para análises integradas entre

diversos campos de atuação da Geografia Física.

Max Sorre (1957 apud SILVA FERREIRA, 2012) trata o clima como o

ambiente atmosférico constituído pela série de estados da atmosfera, em determinado

lugar, em sua sucessão habitual, fazendo referencia a climatologia dinâmica.

2.1.1 Escala de estudo em climatologia

Segundo Ribeiro (1993) a escala é uma referencia de valor arbitrada segundo

critérios que interessam à compreensão de um fenômeno. Os estudos dos fenômenos

relacionados com o comportamento da atmosfera são orientados no sentido da

compreensão de sua extensão (espaço) e de sua duração (tempo). A definição da

intensidade, frequência e, finalmente, de uma tipologia climática dependerá,

basicamente, da adequação da abordagem espaço-temporal com o conjunto de técnicas

analíticas empregadas no processo da pesquisa e comunicação dos seus resultados. O

clima é regido por um conjunto integrado de fenômenos que se fundem no tempo e no

espaço, revelando uma unidade ou tipo passíveis de serem medidos em seu tamanho

(extensão) e em seu ritmo (duração). Ribeiro (1993) afirma ainda que o fenômeno

climático é constituído por um conjunto de elementos de naturezas diversas e que

convivem ao mesmo tempo no mesmo espaço, em regime de trocas energéticas

reciprocas e interdependentes. Por isso, a sua abstração racional exige um referencial

escalar com possibilidades metodológicas, isto é, uma escala taxonômica como parte da

própria metodologia da pesquisa climatológica.

Tabela 1 - Organização da escala espacial e temporal do clima

Ordem de Subdivisões Escala horizontal Escala vertical Temporalidade das

variações mais

Exemplificação

5

grandeza representativas espacial

Macroclima Clima zonal

Cima regional

>2.000 km 3 a 12 km Algumas semanas a

vários decênios

O globo, um

hemisfério,

oceanos,

continentes, os

mares etc.

Mesoclima Clima

regional

Clima local

Topoclima

2.000 km a 10 km 12 km a 100 m Várias horas a

alguns dias

Região natural,

montanhas,

região

metropolitana,

cidades etc.

Microclima Clima local 10 km a alguns m Abaixo de 100

m

De minutos ao dia Bosque, uma

rua, uma

edificação/casa

etc.

Fonte: (MENDONÇA; DANNI-OLIVEIRA, 2007)

É possível perceber na Tabela 1 a amplitude de abrangência de cada uma das

definições de ordem de grandeza das escalas espacial e temporal do clima. Mendonça

& Danni Oliveira (2007) procedem assim à definição de cada uma das subdivisões:

Macroclima: é a maior das unidades climáticas e compreende áreas muito

extensas da superfície da terra. Sua abrangência vai desde o planeta (clima global),

passando por faixas ou zonas (clima zonal), até extensas regiões (clima regional). As

zonas da terra definida desde os gregos (tórrida, tropical, temperada, frígida e polar),

são as unidades mais conhecidas dessa dimensão, na qual se enquadra também alguns

espaços regionais de brande amplitude, como e o caso do clima dos oceanos, dos

continentes, de um grande país.. A extensão espacial dos climas dessa unidade escalar é,

genericamente superior à ordens de milhões de quilômetros quadrados, e sua definição

subordina-se à circulação geral da atmosfera (notadamente as células de alta e baixas

pressões), a fatores astronômicos, a fatores geográficos maiores (grandes divisões do

relevo, oceano, continente etc.) e a variação da distribuição de radiação no Planeta

(baixas e altas altitudes).

Mesoclima: é uma unidade intermediaria entre as de grandezas superior e

inferior do clima. As regiões naturais interiores ao continente, inferiores aquelas de

categoria superior, como grandes florestas, extensos desertos ou pradarias etc., são bons

exemplos dessas subunidades, pois a região por si só não possui uma delimitações

espaciais precisas, a não ser por um ou outro elemento de destaque da paisagem. O

clima regional, por essas características, é uma subunidade de transição entre a ordem

superior e esta.

6

O clima local e o topoclima também configuram subunidade do mesoclima. O

primeiro é definido por aspectos específicos de determinados locais, como uma grande

cidade, um litoral, uma área agrícola, uma floresta etc.; o segundo é definido pelo

relevo, e ambos estão inseridos no clima regional.

A extensão espacial do mesoclima é bastante variável, sendo mais definidas as

subunidades clima local e topoclima, que se enquadra em km² a dezena de km²,

enquanto o clima regional situa-se em dimensões superiores. Mas é o dinamismo do

movimento da atmosfera, por meio dos sistemas atmosféricos, notadamente a circulação

secundaria ou regional, que ira definir as dimensões das subunidades do mesoclima. Os

fluxos energéticos estabelecidos pelas diferentes superfícies locais e a configuração

topográfica definem a ordem de grandeza do clima local e do topoclima.

Microclima: é a menor é a mais imprecisa unidade escalar climática; sua

extensão pode ir de alguns centímetros a algumas dezenas de m². Os fatores que

definem essa unidade dizem respeito ao movimento turbulento do ar na superfície

(circulação terciária), a determinados obstáculos à circulação de ar, a detalhes de uso e

ocupação do solo, entre outros. Quando se fala de microclima, geralmente se alude a

áreas com extensão espacial muito pequena, como o clima de construções (uma sala de

aula, um apartamento), o clima de rua, a beira de um lago, entre outros.

2.2 Mudanças climáticas em zonas construídas

As variações no clima em ambiente urbano sobre forte influencia das edificações

em seu entorno. A mudança na cobertura da superfície do solo em função do

crescimento e concentração populacional tem influencia significativa nesse contexto.

Givone (1976 apud ROMERO, 2000) diz que o clima de uma dada região é

determinado pelo padrão das variações dos vários elementos e suas combinações,

destacando que os principais elementos que devem ser considerados no desenho dos

edifícios e no conforto humano são: radiação solar, comprimento de onda da radiação,

temperatura do ar, umidade, ventos e precipitações.

A preocupação em manter certo grau de conforto nos aglomerados urbanos

exige uma adaptação dos projetos construtivos atuais, de forma a atender as

7

necessidades do homem. Segundo Hertz (1998), a arquitetura necessita de profundo

conhecimento do contexto físico e climático dentro do qual vão ter de atuar.

Para Maitelli (1994) no processo de urbanização a poluição do ar afeta a

transferência de radiação e acrescenta núcleos de condensação, aumentando a

precipitação. A densidade e a geometria das edificações criam uma superfície rugosa

que influencia na circulação do ar e no transporte de calor e vapor d´água. Os materiais

de construção e o asfaltamento das ruas aumentam o estoque de calor, a

impermeabilização do solo aumenta a possibilidade de enchentes. Esses fatores,

associados a outros, contribuem para a formação de um microclima local, denominado

clima urbano.

De acordo com Oke (1982 apud OLIVEIRA, 2011), os materiais de uso corrente

no ambiente urbano como concreto e asfalto, apresentam diferença significativas nas

suas propriedades térmicas (incluindo a capacidade de absorção e transmissão de calor)

e propriedades radiativas da superfície (reflexão e emissividade) quando comparados

com as áreas rurais. Oke (1978 apud MORETTI et al., 2014) definem o clima urbano

como o resultante das modificações causadas pelo processo de urbanização da

superfície terrestre e da interferência dessa urbanização nas características da atmosfera

de um determinado local.

Monteiro (1976) afirma que a cidade gera um clima próprio (clima urbano),

resultante da interferência de todos os fatores que se processam sobre a camada de

limite urbano e que agem no sentido de alterar o clima em escala local. Seus efeitos

mais diretos são percebidos pela população através de manifestações ligadas ao conforto

térmico, à qualidade do ar, aos impactos pluviais e a outras manifestações capazes de

desorganizar a vida da cidade e deteriorar a qualidade de vida de seus habitantes.

2.2.1 Cobertura do solo natural, artificial e suas influências

8

As alterações antrópicas provocada pelo aumento das zonas construídas afeta

significativamente o comportamento climático das regiões edificadas. A troca da

cobertura natural por matérias com grande capacidade de irradiação térmica contribui

para a elevação da temperatura do meio e para o surgimento das ilhas de calor, causando

desconforto e o aumento do consumo de energia.

As características dos diversos materiais que compõem a paisagem urbana

interferem diretamente sobre o microclima local.

Silva et al. (2005) afirma que o conhecimento do albedo é importante para a

determinação do saldo de radiação de um determinado espaço. O autor destaca que o

saldo de radiação exerce um papel importante nos processos de troca e calor de massa

na baixa troposfera, uma vez que constitui no principal responsável pelo aquecimento

do solo, do ar e, principalmente, pela evapotranspiração da vegetação nativa ou

cultivada.

Para Dirmeyer & Shukla (1994), Hall (2004), Lofgren (1995) e Ollinger et al.

(2008) apud WANG et al. (2017), o albedo da superfície terrestre desempenha um papel

crucial sobre a determinação do clima. Em termos gerais, o albedo sofre forte influência

em função das características do material presente. Os valores podem varias de 0,8 em

uma superficie coberta de neve a 0,1 para superfícies com vegetação (JIN, 2002 apud

WANG et al. , 2017)

Varejão-Silva (2006, p.195) e Franch et al. (2014) afirmam que o albedo é

altamente variável no espaço, sendo influenciado pelas propriedades físicas dos

matérias que constituem as superfícies e pelo ângulo zenital solar e, no caso da

vegetação, é influenciado ainda pela espécie da planta e índice de área foliar. Também é

variável no tempo, como um resultado das mudanças nas propriedades da superfície

(mudanças na umidade do solo e cobertura da vegetação), e como uma função das

mudanças nas condições de iluminação (ângulo solar, propriedades atmosféricas).

Conforme Oliveira (2011), os materiais que possuem albedo baixo e

condutividade alta proporcionam um microclima suave e estável, enquanto que o

inverso contribui para a criação de um microclima de extremos. Quanto menor o albedo,

maior será a quantidade de energia disponível para absorção e transmissão, aumentando

assim, a temperatura superficial do corpo é, por fim, aumentando a liberação do calor

para o meio externo (Figura 1).

9

Figura 1: Albedo de materiais e superfícies urbanas.

Fonte: Baptista et al (2003)

A capacidade de reflexão e absorção dos diversos materiais, em relação à luz e

ao calor, depende diretamente de suas propriedades físicas como densidade, textura e

cor. Influenciam consideravelmente na quantidade de energia acumulada e irradiada

para a atmosfera, contribuindo para o aumento da temperatura do ar (OLIVEIRA, 2011;

BARBIRATO et al., 2007).

Filho (2015) afirma que, embora no meio urbano existam grandes áreas

revestidas com materiais de albedo que não favorecem o microclima, verifica-se que

quando sombreados, esses materiais perdem radicalmente a possibilidade de aumentar a

temperatura do ar, que ocorre através dos processos de convecção e condução. Conclui

ainda que as árvores são mais eficazes na regulação do microclima, pois além de

sombrearem de acordo com o porte, disposição e índice de área foliar e a umidade

relativa do ar, através do processo de evapotranspiração.

2.2.2 Aspectos climáticos da arborização urbana

10

A vegetação é elemento fundamental na paisagem urbana, ela está presente em

vias publicas parques e praças, contribuindo para a humanização e embelezamento das

cidades, proporcionando conforto ambiental por meio de seu adequado uso, sendo que

uma de suas principais funções é a de proporcionar sombreamento para a redução do

rigor térmico urbano. A vegetação é de fundamental importância para melhoria da

qualidade de vida, pois tem função na melhoria e estabilidade microclimática, devido à

redução das amplitudes térmicas, ampliação das taxas de transpiração, redução da

insolação direta, dentre outros benefícios (MILANO; DALCIN, 2000).

À medida que uma cidade cresce, esta se torna cada vez mais complexo devido o

número crescente de modificações no ambiente (SPÓSITO, 2001). Tais modificações

proporcionam impactos sobre o microclima urbano local. O processo de arborização

contribui para melhoria da convivência dentro de um ambiente que vem se tornando a

cada dia mais danoso a saúde publica.

Muller (1998) afirma que a importância da árvore no meio urbano ganha

relevância maior, principalmente, quando a concentração das habitações aumenta.

Martelli (2010) comenta que a arborização urbana contribui para obtenção de um

ambiente urbano agradável e tem influência decisiva na qualidade de vida nas cidades e,

portanto, na saúde da população.

O fenômeno da urbanização é crescente e global, esse crescimento desordenado

dos centros urbanos favorece a remoção de grande parte da vegetação natural, as quais

são substituídas por áreas pavimentadas e edificadas. As principais modificações

climáticas das cidades, causadas pela ausência de espécimes arbóreos, são: maior

incidência de radiação solar direta, aumento da temperatura do ar, redução da umidade,

modificação da direção dos ventos, aumento da emissão de radiação de onda longa,

alteração dos ciclos de precipitação (ABREU, 2008).

Chebel et al (2011) afirma que as árvores, isoladas ou em grupos, atenuam

grande parte da radiação incidente, impedindo que sua totalidade atinja o solo ou as

construções. A vegetação propicia resfriamento passivo em uma edificação por meio do

sombreamento e da evapotranspiração. O sombreamento atenua a radiação solar

incidente e, consequentemente, o aquecimento das superfícies, reduzindo a temperatura

superficial destas, portanto, a emissão de radiação de onda longa para o meio. Através

11

da evapotranspiração, ocorre o resfriamento das folhas e do ar adjacente, devido à

retirada de calor latente.

Abreu (2008) destaca ainda que as árvores contribuem significativamente para

refrigerar nossas cidades e para conservar a energia e podem fornecer proteção solar às

casas individuais, enquanto a evapotranspiração pode reduzir as temperaturas urbanas.

Da mesma forma, absorvem o som e absorvem a água das chuvas, filtram poluentes,

reduzem a velocidade do ar e estabilizam o solo ao impedir erosão.

Uma série de estudos evidencia, sob vários aspectos, que a arborização urbana é

eficiente na melhoria do microclima das cidades. A vegetação se mostra eficiente entre

outros aspectos em amenizar a incidência da radiação solar, interferir na umidade

relativa do ar e criar microclimas com boas condições de conforto. De acordo com

Givoni (1991; 1998), Spirn (1995), Honjo & Takakura (1990/91), Assis (1990) e

Shinzato (2009), os efeitos proporcionados pela vegetação possuem caráter local, não

apresentando significativa influência em regiões muito além dos limites das áreas

vegetadas, sendo recomendando, portanto, sua distribuição pelas áreas de espaço

construído.

2.2.3 Parques urbanos

A conservação da biodiversidade local, aliada às oportunidades de laser e

recreação para a população em áreas verdes, torna-se cada vez mais comprometida em

função da construção das edificações urbanas.

Pina e Santos (2012) afirma que as áreas verdes são espaços livres vegetados,

acessíveis ao uso direto da população, geralmente destinada ao lazer. Pina e Santos

destaca ainda que a qualidade ambiental urbana está diretamente ligada ao acesso dos

moradores à quantidade, qualidade e distribuição de espaços livres de construção que

possam permitir um saudável contato com a natureza, propiciando também

possibilidades de socialização e expressão cultural, portanto, uma combinação entre

conservação da natureza, conservação da flora e da fauna, conservação do solo, funções

climáticas e as necessidades da população em relação à recreação e relaxamento em

contato com a natureza.

12

Costa e Ferreira (2009) ressaltam que ambientes arborizados, por serem espaços

livres, podem auxiliar na formação de áreas com maior qualidade de vida nos

ecossistemas urbanos e, em função das atividades fisiológicas desempenhadas pela

vegetação, é capaz de promover melhorias no ambiente urbano, principalmente no que

se refere à redução da poluição atmosférica, à minimização das temperaturas, ao

conforto lumínico e acústico, além de promover bem-estar físico e psíquico.

Os parques urbanos podem ser considerados ícones do urbanismo moderno. por

serem espaços onde se podem agregar fatores ligados à preservação da biodiversidade, e

contribuir para a qualidade de vida dos habitantes local. As temáticas como qualidade

de vida e qualidade ambiental urbana ganham cada vez mais espaço nas discursões

acadêmicas, politicas e sociais, principalmente quando relacionadas aos conceitos de

desenvolvimento sustentável e de sustentabilidade urbana (PINA E SANTOS, 2012).

2.2.4 Ilhas de calor e frescor em Cuiabá

O processo de urbanização e industrialização em decorrência do aumento

populacional nos centros urbanos em função dos interesses econômicos, sociais e

culturais, acarreta mudança nos espaços geográficos. A substituição de coberturas

verdes por áreas pavimentadas e artificiais, a emissão de gases pelas indústrias e

veículos causam uma alteração climática no local, um clima que se difere das áreas

rurais. Esse clima chamado de clima urbano faz com que cada cidade tenha o seu

próprio microclima devido às atividades que são praticadas na mesma (DUARTE,

2017).

O autor descreve ainda que as alterações antrópicas e o crescimento das zonas

construídas contribuem para o aumento da temperatura e uma diminuição na taxa

evaporativa, ocorrendo assim um maior percentual de energia disponível a ser

empregada na superfície durante o dia e permanecendo a noite, oque cria o fenômeno da

Ilha de Calor Urbana (ICU).

Santos (2012) afirma que o fenômeno ilha de calor é formado através das

diferenças do balanço de energia entre a cidade e o campo, sendo uma anomalia térmica

com dimensões horizontais, verticais e temporais. Suas características estão

13

relacionadas com a natureza da cidade (tamanho, densidade de construções e uso do

solo) e com as influências externas (clima, tempo e estações).

De maneira geral, conforme os autores supracitados, o fenômeno da ilha de calor

é característico das regiões urbanizadas e tem como fatores importantes para sua

formação a:

Elevada capacidade de absorção de calor de superfícies urbanas como o

asfalto, paredes de tijolo ou concreto, telhas de barro e de amianto;

Falta de áreas revestidas de vegetação, prejudicando o albedo, o que

contribui para uma maior absorção de calor;

Impermeabilização dos solos pelo calçamento e desvio da água por

bueiros e galerias, o que reduz o processo de evaporação, assim não

usando o calor, e sim absorvendo;

Concentração de edifícios, que interfere na circulação dos ventos;

Poluição atmosférica que retém a radiação do calor, causando o

aquecimento da atmosfera;

Utilização de energia pelos veículos de combustão interna, pelas

residências e pelas indústrias, aumentando o aquecimento da atmosfera.

As ilhas de calor podem ser percebidas em turno diurno ou noturno, no entanto

tem maior intensidade em período noturno comparado as áreas rurais por seu

resfriamento mais lento, durante o dia as calçadas, muros e asfaltos absorvem grande

parte da energia solar e mantém essa energia aprisionada, ocorrendo sua liberação no

período da noite (DUARTE, 2017).

Com uma área de 3.293,537 Km2 sendo que 254,57 km2 (perímetro da cidade)

correspondem à área de macrozona urbana e 3038,96 km2 à área rural a cidade de

Cuiabá esta localizada em uma região denominada de depressão cuiabana. Com clima

Tropical Continental, sem influência marítima, onde já foi detectada a interferência do

uso do solo urbano na ocorrência de ilhas de calor, Cuiabá apresenta baixa frequência e

velocidade média dos ventos, que torna a influência do espaço construído sobre a

temperatura do ar mais perceptível, já que as trocas térmicas por convecção são

minimizadas (OLIVEIRA, 2011).

14

Figura 2 – Mapa do Município de Cuiabá - MT

Fonte: IPDU (2018)

Maitelli (1994), em um trabalho precursor sobre o clima no estado de

Matogrosso (sua Tese de doutorado), identificou a ocorrência da ilha de calor na cidade

de Cuiabá. Em outro estudo, onde foram coletados dados no período de outubro de 2003

a fevereiro de 2004, com medidas em dias com chuva e sem chuva, nos horários de

6h00-6h50, 14h00-14h50 e 20h00-20h50. Em 2004, a autora, em nova pesquisa de

campo, confirmou a ocorrência de ilhas de calor na cidade de Cuiabá.

Pinho (2003) em seu trabalho de conclusão de curso acompanhou a evolução da

ilha de calor na cidade de Cuiabá durante o período de 1990 a 2002, e comparou com o

estudo desenvolvido por Maitelli em 1991 e 1994. Conforme o autor, o aumento da

temperatura nesses espaços pode estar relacionado ao crescimento urbano da cidade,

onde a verticalização é uma de suas características mais marcantes. O autor enfatiza

ainda que e o problema da ilha de calor na cidade de Cuiabá merece ser observado com

atenção pela administração pública da cidade que deve proporcionar políticas e ações

para melhorar a qualidade de vida da população.

A compreensão dessa anomalia somada ao planejamento urbano com a

implantação de medidas mitigadoras como o plantio de árvores em grande quantidade

nas grandes cidades, criação de parques e praças, preservação de áreas verdes;

15

diminuição da poluição do ar através do controle da emissão de gases poluentes

emitidos pelos veículos e pelas indústrias contribui de certa forma para a melhoria da

qualidade de vida nos grandes centros. O processo de preservação e implantação de

locais apropriados destinados à preservação da fauna e flora contribui

significativamente para a formação das ilhas de frescor, situação essa que resulta em

melhorias na qualidade do conforto térmico do espaço local, criando um mosaico

urbano de microclimas (COLTRI, 2006).

2.3 Índices de conforto, aspectos históricos

A preocupação do ser humano com a sensação e conforto térmico não são

questões recentes. Hipócrates, em 400 a.C., já havia descrito qualitativamente as

principais variáveis que influem no conforto térmico: temperatura, umidade, ventos e

radiação (WEBB, 1960 apud ARAÚJO, 1996).

O trabalho de Luke Howard sobre o clima da cidade de Londres, publicado pela

primeira vez em 1818, foi o início dos estudos científicos sobre o clima urbano no

século XIX. Ele observou que as temperaturas do ar são frequentemente mais altas na

área da cidade que no seu entorno rural, originando aqui a ideia de ilha de calor urbano

(ASSIS, 2005 apud NINCE, 2013).

Os aspectos climáticos do entorno influenciam significativamente a resposta

fisiológica do individuo nele inserido.

Segundo a Associação Brasileira de Normas Técnicas (ABNT CB-55; 2016),

conforto térmico pode ser definido como o estado de espírito que expressa satisfação

com o ambiente térmico e a temperatura do corpo como um todo. Tradicionalmente,

conforto térmico é definido como o estado da mente que apresenta satisfação em relação

ao ambiente térmico (FANGER, 1970; ISO 7730, 2005; ASHRAE Standard 55, 2013).

São diversas as variáveis que influenciam e definem a sensação de conforto

térmico tais como: taxa metabólica, isolamento da vestimenta, temperatura do ar,

temperatura radiante média, umidade do ar e a velocidade do vento. Como existem

grandes variações fisiológicas e psicológicas de pessoa para pessoa, é muito difícil

16

satisfazer a todos em um mesmo ambiente. Por esse motivo, pode-se afirmar que as

condições ambientais que resultam em conforto térmico não são as mesmas para todos.

Gomes (2008) afirma que a análise do conforto térmico em ambientes externos é

mais complexa do que aquele em ambientes internos, uma vez que envolve uma maior

variação das condições climáticas. Lois & Labaki (2001) colocam que os estudos do

conforto térmico em espaços externos levam em consideração a taxa de metabolismo, a

vestimenta e a radiação solar, também apontam para as respostas fisiológicas aos efeitos

combinados entre os fatores climáticos e a atividade, particularmente a reação às taxas

de sudação.

2.3.1 Classificação dos índices de conforto

Conforme Annunciação (2016), os índices de conforto térmico podem ser

classificados em:

a) Índices biofísicos: que se baseiam nas trocas de calor entre o corpo e o

ambiente, correlacionando os elementos do conforto com as trocas de

calor que dão origem a esses elementos;

b) Índices fisiológicos: que se baseiam nas reações fisiológicas originadas

por condições conhecidas de temperatura seca do ar, temperatura

radiante média, umidade do ar e velocidade do ar;

c) Índices subjetivos: que se baseiam nas sensações subjetivas de conforto

experimentadas em condições em que os elementos de conforto térmico

variam.

Annunciação (2016) ressalta ainda que a escolha de um ou outro tipo de índice

de conforto deve estar relacionada com as condições ambientais, com a atividade

desenvolvida pelo indivíduo ou pela maior ou menor importância de um ou de outro

aspecto do conforto.

Nesta pesquisa será utilizado o Índice de Calor para a caracterização do

comportamento térmico no interior do Parque Zé Bolo Flô.

17

2.3.2 Índice de Calor (IC)

O Índice de Calor (IC) é o resultado de extensos estudos biometeorológicos. Foi

uma relação elaborada por Steadman (1979), e que combina valores de temperatura e

umidade relativa do ar para determinar uma temperatura aparente, representando a

sensação térmica sentida pelo organismo quando em contato com o meio ambiente e

seus entorno. O autor afirma ainda que para a utilização do IC, certas condições devem

ser satisfeita tais como:

a temperatura do bulbo seco deve ser acima de 20°C e abaixo de 50°C;

a velocidade do vento fraco (menor ou igual a 2,5 ms-1) em condições de

sombra.

WEBB, C. (1960) “Thermal discomfort in an equatorial climate – A monogram

for the equatorial comfort index”. Journal of the IHVE, 27, p.10.

Segundo Frota (1995), o homem apresenta melhores condições de vida e de

saúde quando seu organismo pode funcionar sem ser submetido à fadiga ou estresse,

inclusive térmico. A sensação de conforto térmico está associada ao ritmo de troca de

calor entre o corpo humano e o meio ambiente, assim o equilíbrio térmico é mantido por

meio de respostas fisiológicas, tais como a sudorese, alterações da respiração e tremores

(SANTOS et al., 2015).

O excesso a exposição ao calor leva o organismo a apresentar distúrbios

causados pelo calor, risco esse que aumenta com a umidade relativa, que diminui o

efeito refrescante da sudorese (GUYTON; HALL, 2006). Assim, as temperaturas mais

elevadas podem provocar cãibras, desidratação, insolação, esgotamento, fadiga térmica,

síncope (desmaio), catarata, exaustão pelo calor, golpe de calor e acidente vascular

cerebral (MARTO, 2005).

O IC é um índice de desconforto humano calculado a partir de dados

meteorológicos de estações convencionais ou automáticas, pois a temperatura e a

umidade relativa do ar são variáveis medidas no interior do abrigo meteorológico

(SILVA, STREACK, 2014). Seus valores são calculados em graus Celsius (°C) através

da equação:

18

IC = - 42,379 + 2,04901523 Tar + 10,14333127 UR – 0,22475541 Tar

UR – 6,83783 10-3 (Tar)² - 5,481717 10-2 (UR)² + 1,22874 10-3 (Tar)² UR

+ 8,5282 10-4 Tar (UR)² - 19,9 (Tar)² (UR)²

Onde IC representa o índice de calor em graus Celsius (°C), Tar é a Temperatura

do bulbo seco (°C) e UR é a Umidade Relativa do ar (%). Como o índice é calculado na

unidade graus Celsius (°C), a temperatura também é apresentada na mesma unidade.

Para cada faixa de valor do índice são associados níveis de alertas e

consequentemente os principais sintomas fisiológicos sentidos pelos indivíduos devido

o estresse térmico (SILVA; STREACK, 2014). Assim, o quadro abaixo apresenta uma

faixa que caracteriza o índice.

Tabela 2 - Níveis de alerta e possíveis sintomas fisiológicos às pessoas, de acordo com

o índice de calor (em Graus Celsius)

Índice de Calor Nível de Perigo Síndrome de Calor

Menor que 27 °C Ausência de Alerta ---------------------------

27 – 32 °C Atenção Possível fadiga em casos de exposição prolongada e

atividade física

32 – 41 °C Muito Cuidado Possibilidade de câimbras, esgotamento,

insolação para exposições prolongadas

41 – 54 °C Perigo Câimbras, insolação e esgotamento prováveis.

Possibilidade de dano cerebral

(AVC) para exposições prolongadas

Mais que 54 °C Perigo Extremo Insolação e Acidente Vascular Cerebral

(AVC) eminente

Fonte: (SILVA; STREACK, 2014)

Eq. 1

19

Figura 3 - Curvas teóricas do índice de calor versus temperatura do ar para as umidades

relativas de 20,40, 60, 80 e 100%.

Fonte: Steadman (1979).

Uma representatividade do IC pode ser mais bem visualizada na figura abaixo,

onde através da tabela de cores, é mais fácil de perceber os possíveis danos causados a

saúde em função da elevação do IC conforme a Tabela 3.

20

Figura 4 - Quadro do Índice de Calor

Fonte: Disponível em http://www.ecomvoce.com.br/modulos/canais/imprimir.

php?cod=19. Acesso 15 ag. 2018.

Utilizando o IC, YIP et al. (2008) analisaram o impacto de eventos de calor

excessivo sobre a taxa de mortalidade de pessoas no Condado de Maricopa, no Arizona,

EUA, no período de 2000 a 2005. O IC também foi usado em Nápoles, na Itália, para

analisar os impactos da forte onda de calor que ocorreu em 2003 na Europa (CRISTO et

al., 2007). No Paquistão, ZAHID & RASUL (2010) relatam que o aumento na

temperatura do ar juntamente com a umidade relativa levou ao aumento no IC durante o

verão, no período 1961 a 2007.

Varias atividades humana são desenvolvida em ambiente externo. Os

trabalhadores agrícolas realizam seu trabalho exclusivamente durante o período diurno e

precisam usar roupas longas para se proteger da elevada radiação solar. O setor da

construção civil também demanda um considerável numero de horas de seus operários

sobre o ambiente desprotegido, atividades físicas e recreativas também são realizadas a

céu aberto. Sendo assim o IC é de considerável importância para a quantificação do

nível de desconforto e tomada de decisão quando da realização de atividades em

ambientes externo (SILVA; STREACK, 2014).

21

3 MATERIAIS E MÉTODOSCaracterização climática de Cuiabá

A cidade de Cuiabá esta situada no centro geodesico da America do Sul a uma

latitude 15º 35' 46" Sul e longitude 56º 05' 48" Oeste a uma altitude de 176 m (Figura

1). Se encontra na região centro-oeste do Brasil, possui uma área de 3.293,537 Km² e

uma população estimada de 607.153 pessoas (IBGE, 2017). Compõem o município de

Cuiabá, além do distrito sede, os distritos Coxipó da Ponte, Coxipó do Ouro e Guia.

(CUIABÁ, 2009)

Figura 5 - Localização do município de Cuiabá

Fonte: Oliveira (2011)

Conforme Moreno (2005), Cuiabá está inserido entre a área de ocorrência dos

cerrados brasileiros, da floresta tropical úmida e da planície do pantanal. Situada na

Depressão Cuiabana, apresenta ao sul limite com a Planície do Pantanal, sendo

circundada pela Província Serrana, Chapada dos Guimarães e Planalto dos Alcantilados

(SANTIAGO, 2013).

22

Para Almeida Jr. (2005), Cuiabá tem uma característica climática que se destaca

pela alta concentração de radiação solar aonde vem resultar em altas temperaturas

durante quase todo ano. O clima dominante é do tipo tropical semi-úmido (classificação

Aw de Köppen), sendo a sua principal característica a presença constante de

temperaturas elevadas, registrando média anual em torno de 25ºC a 26ºC, com duas

estações bem definidas: uma seca (outono-inverno) e uma chuvosa (primavera-verão).

(MAITELLI, 1994)

Campelo Junior et al. (1991) descreve que o índice pluviométrico anual varia de

1.250 a 1.500 mm.

As características regionais das chuvas são tipicamente tropicais, ou seja,

máximas no verão e mínimas no inverno, sendo que mais de 70% do total de chuvas

acumuladas durante o ano se precipitam de novembro a março, e se devem, quase que

exclusivamente, aos sistemas de circulação atmosférica, que ocorrem, principalmente,

em número de três: Sistemas de Correntes Perturbadas de Oeste, de Norte e de Sul. Em

média ao longo dos anos as mínimas são de 5ºC e as máximas chegam a 41ºC. O índice

pluviométrico é caracterizado por diferenças, pois em sua maioria o inverno é bastante

seco e o verão muito chuvoso com média na região de 1500 mm/ano (SANTOS, 2012).

3.2 Características da área de estudo

A área escolhida para realização da pesquisa foi o Parque Estadual ZÉ BOLO

FLÔ (PEZBF) que está localizado a latitude 15° 37´ Sul e longitude 56º 03`Oeste. O

Parque (Figuras 9 e 10) foi criado em 23 de Agosto no ano de 2000 através do Decreto

Estadual n° 1693 como Unidade de Conservação Parque da Saúde, sendo modificado

pelo Decreto Estadual n°. 4.138, de 05 de abril de 2002 como Parque Zé Bolo Flô, e

recategorizado pelo Decreto Estadual n°. 724, de 26 de setembro de 2011 como Parque

Estadual Zé Bolo Flô. A unidade de conservação possui 66,40 hectares de vegetação

típica do Cerrado e se encontra sobre a administração da Secretaria Estadual de Meio

Ambiente (SEMA). O parque esta localizado no bairro Coxipó da Ponte, faz limites

com o bairro Coophema, possui uma praça cívica, trilhas para caminhada, espaço para

lazer e esporte, uma ampla diversidade de flora e fauna regional e várias espécies de

arvores frutíferas.

23

Figura 6 - Localização do Parque Estadual Zé Bolo Flô

Fonte: Google Maps (2018).

Dentro dos seus limites estão a Escola de Saúde Pública Doutor Agrícola Paes

de Barros, o Hospital Adauto Botelho e o Núcleo de Ofiologia. O PEZBF Foi

selecionado por caracterizar, juntamente ao Horto Florestal e as margens do Rio Coxipó

em sua proximidade, um núcleo verde de preservação ambiental em meio a áreas

construídas na cidade de Cuiabá.

Figura 7 - Vista aérea do Parque Zé Bolo Flô.

Fonte: Google Heart (2018).

24

O PEZBF é uma unidade de conservação que segue como princípios, os

parâmetros estabelecidos pelo Sistema Nacional de Unidades de Conservação (SNUC),

sendo seu objetivo básico a preservação de ecossistemas naturais de grande relevância

ecológica e beleza cênica, possibilitando a realização de pesquisas científicas e o

desenvolvimento de atividades de educação e interpretação ambiental, de recreação em

contato com a natureza e de o turismo ecológico (SEMA, 2012).

As características da biodiversidade presente no parque compreendem as

espécies da fauna e flora do cerrado Matogrossense. O parque representa uma pequena

ilha de preservação do que sobrou do Bioma do Cerrado de Cuiabá, praticamente

intactos.

O PEZBF, conta com uma cobertura vegetal constituída por quatro

fitofisionomias distintas: Floresta de Galeria (Floresta estacional semidecidual aluvial e

submontana – rios pequenos), Várzeas ou Mata de Brejos (Formações Pioneiras com

Influência Fluvial), Vegetação no estágio inicial herbáceo- arbustivo (Áreas em

recuperação / regeneração) e Cerradão (Savana florestada). A unidade conta ainda com

133 espécies pertencentes a 115 gêneros e 50 famílias botânicas (SEMA, 2012)

A análise da inserção geográfica do PEZBF sobre o mapa de biomas brasileiros

revela que a unidade está situada nos limites da distribuição do bioma Cerrado, já

próximo ao extremo norte do Bioma Pantanal (Figura 7).

Figura 8 - Biomas Brasileiros

Fonte: SEMA (2012).

25

O parque é considerado uma área de importância biológica para a formação de

corredores ecológicos, encontrasse inserida no corredor São Lourenço. Essa interação

entre as unidades de conservação possibilitam entre elas o fluxo de genes e o

movimento da biota, facilitando a dispersão de espécies e a recolonizarão de áreas

degradadas, bem como a manutenção de populações que demandam para sua

sobrevivência áreas com extensão maior do que aquela das unidades individuais.

3.2.1 Pontos de referências e dias de monitoramento no interior do Parque Zé

Bolo Flô

O PEZBF recebe inúmeros visitantes em um dia típico. As trilhas de caminhada

em seu interior oferece aos visitantes um local aconchegante, com muito local

sombreado pelas diversos tipos de arvores presente em seu espaço e uma pequena

diversidade de animais silvestre que ali habitam. O parque recebe ainda, a passagem de

um volume considerável de veículos particulares e de transporte público em seu interior,

por estar localizado em uma região que é cercada por unidades habitacional residencial

e comercial.

Figura 9 - Pontos de referencia no interior do Parque

Fonte: Google Heart (2018)

26

A escolha dos pontos no interior da unidade de conservação levou em

consideração a interação entre os diversos tipos de materiais presente e o meio ambiente

no interior do parque.

Figura 10 – Ponto de referência 1

Fonte: Do autor (2018)

O ponto 1 é caracterizado por ser uma área de estacionamento de veículo com

pavimentação em CBUQ (Concreto Betuminoso Usinado a Quente) na via de

caminhada e uma cobertura de cascalho do cerrado.

Figura 11 - Ponto de referência 2


27



O ponto 2 e 3 apresenta uma área com vegetação rasteira, pavimentos em

concreto e CBUQ compondo parte da paisagem. O local abriga ainda a sede da

administração da unidade de conservação.





28



Os pontos 4, 5,e 6 compreende um local de mata fechada com características de

floresta de savana, tendo dentro de seu espaço um pequena estação de tratamento de

efluentes. Os pontos fazem divisa com unidades habitacional residencial composto de 4

pavimentos em concreto armado, e que se localiza em uma via de intenso movimento de

veículos.



O ponto 7 encontra-se adjacente a Avenida João Batista de Oliveira. A via em

questão possui um volume considerável de trafego de veículos, por dar acesso a

29

Rodovia Palmiro Paes de Barros, Ao longo de sua extensão encontrasse localizados

habitações unifamiliares e pontos comerciais.



O ponto 8 compreende um local composto de arvores de médio e pequeno porte

que condiciona ao local uma área mais sombreada no interior do Parque.

Figura 18- Ponto de referência 9


30



Os pontos 9 e 10 são semelhantes em sua extensão. Caracterizam por possui uma

via em CBUQ que ligam o trafego das Avenidas João Batista de Oliveira e Fernando

Correia da Costa ao bairro Cophema e adjacências. A via possui um fluxo de baixa

intensidade de veículos e abriga algumas espécies de arvores frutíferas.

3.3 Materiais

Para a coleta de dados da temperatura e umidade relativa do ar, foi utilizado o

sensor HOBO U12 do tipo Datalogger, marca ONSET para canal de12 bits com entrada

USB e especificações chave do tipo: faixa de medição de temperatura ( sensor interno) -

20 a 70 ° C com precisão ± 0,35° de 0 ° a 50 ° C ; Faixa de medição de umidade relativa

(sensor interno) 5% a 95% RH e precisão ± 2,5% de RH de 10% a 90%.

Para proteger o dispositivo, foi construído um abrigo no laboratório de

instrumentação do Programa de Pós-graduação em Física Ambiental/ UFMT, seguindo

as orientações da Norma Internacional ISO 7226 (1998) que tem como objetivo definir

padrões e orientar as medições dos parâmetros físicos de ambientes térmicos, tanto

ambientes moderados, para análise de conforto térmico, como ambientes extremos, para

análises de stress térmico.

Foi utilizado um tubo de PVC ( Polyvinyl chloride) branco convencional da

construção civil, com a finalidade de refletir parte da radiação incidente conforme

especifica a ISO 7226 (1998). O tubo foi perfurado para permitir a passagem de ar e, na

31

parte superior do tubo, foi colocado um funil branco para proteger o sensor da radiação

solar direta e precipitações. O sensor HOBO do tipo Datalogger foi acoplado e

protegido dentro desse abrigo adaptativo de PVC durante a coleta dos dados.

Figura 20:- Sensor do tipo Datalogger e abrigo adaptativo

Fonte: FRANCO (2010)

3.3.1 Coleta dos dados

Furam realizados registros de temperatura do ar e umidade relativa em dias

representativos do Outono-Inverno (período quente seco) e Primavera-Verão (período

quente úmido) do ano de 20116 e 2017. A obtenção dos dados ocorreu através da

utilização da técnica do transecto móvel, obedecendo aos parâmetros determinados na

Norma ISO 7226 (1998), percorrendo uma extensão de aproximadamente 2 km no

interior do PEZBF conforme figura (12). A metodologia foi adaptada de trabalhos como

os de Oke e Maxwell (1975), Gomez e García (1984), Pitton (1997), Prats et al. (2005)

e Amorim et al. (2009).

A metodologia do transecto móvel foi à escolhida por ser uma técnica já

consagrada, citada em bibliografias nacional e internacional, sendo ela muito utilizada

em pesquisas em ambientes externo para coletas de dados climáticos por permitir a

cobertura de uma grande área.

Foram definidos 10 pontos estratégicos e heterogêneos no interior do Parque,

com características distintas quanto ao sombreamento (arbóreo ou não), exposição solar,

pavimentação, área permeável e impermeável, composição de materiais e que seja

transitado por pedestres que usufrui do ambiente da Unidade de Conservação.

32

As medições aconteceram em dois períodos do dia, conforme recomendação da

Organização Mundial de Meteorologia (OMM). Sendo a primeira medição realizada no

período da manha a partir das 07h, e a segunda realizada no período da tarde a partir das

13h. O dispositivo de medição ficou localizado a uma altura de 1,5 metros (altura de

pedestre) e realizado leituras a cada 10 segundos; sendo percorrido o trajeto a pé em um

tempo aproximado de 40 minutos, na qual foram registradas a temperatura do ar (°C) e

umidade relativa do ar (%) ao longo do percurso.

3.4 Análise estatística

Para o conjunto de pontos amostrados foi aplicada uma análise de variância não-

paramétrica Van der Waerden de dois fatores para averiguação das interações existentes

entre os fatores da estação do ano e do horário e mês, sendo seguida por comparação de

médias pairwise pelo teste de Tukey. Foi empregado ainda o método de reamostragem

bootstrap não paramétrico para determinação das médias horarias das variáveis

climáticas. O processamento dos dados foi no ambiente em nuvem CoCalc, utilizando a

linguagem R, juntamente com as bibliotecas weathermetrics, gdata, car, emmeans e

ggpubr.

4 - RESULTADOS E DISCUSSÃO

O objetivo do trabalho foi verificar as variações do índice de calor (IC) no

interior do parque em diversos pontos considerado estratégicos. Valores das variáveis

climáticas tais como temperatura do ar, umidade relativa e precipitação foram coletadas

no site do INMET como forma de validação da pesquisa.

Para o período da coleta dos dados que no caso da pesquisa compreendeu a

estação quente seca de 2016 e a estação quente úmida de 2017, Cuiabá apresentou

temperaturas do ar e umidade típicas com valores que variaram com mínima e máxima

diárias de 14 °C a 33 °C para a Temperatura do ar (Tar) e de 35% a 98% para a

Umidade Relativa (UR), com precipitação para o período de 1700 mm (INMET 2018).

33

Figura 21 – Médias diárias da Temperatura do ar em Cuiabá

Fonte: INMET 2018 (Estação 83361)

Figura 22 - Médias diárias da Umidade Relativa em Cuiabá


34

Figura 23 - Médias diárias da Precipitação em Cuiabá


Para os dias da coleta dos dados, conforme a tabela abaixo, a variação máxima e

mínima das variáveis climáticas foi de 19 °C a 33 °C para a Tar e de 46 % a 84% para a

UR. O IC variou de valores 19 °C a 37 °C na estação seca e de 26 °C a 36 °C na

estação úmida (INMTE, 2018).

Tabela 3 – Dados climáticos nos períodos da pesquisa

Mês Data Estação Tar (°C) UR (%) Precipitação (mm)

IC (°C)

Agosto 31/08/16 Seca 19 82 19 Setembro 26/09/16 Seca 29 51 30 Setembro 27/09/16 Seca 31 46 32 Setembro 28/09/16 Seca 33 51 37 Outubro 11/10/16 Seca 32 52 35 Outubro 13/10/16 Seca 29 69 33 Outubro 14/10/16 Seca 32 56 36 Janeiro 27/01/17 Chuvosa 25 91 26 Janeiro 30/01/17 Chuvosa 28 75 23 31 Fevereiro 21/02/17 Chuvosa 28 73 31 Fevereiro 22/02/17 Chuvosa 29 69 33 Fevereiro 23/02/17 Chuvosa 31 64 36 Março 27/03/17 Chuvosa 29 66 46 32 Março 28/03/17 Chuvosa 28 79 32 Março 29/03/17 Chuvosa 27 84 30

Fonte: INMET 2018

35

A utilização do método de Van der Waerden para o calculo da análise de

variância, se mostrou bastante propício para a situação da pesquisa, em função de o

ambiente em que o Parque Zé Bolo Flô (PZBF) estar inserido, ser bastante diverso,

levando a heterocedasticidades e desvios da Normal.

A análise de variância detectou diferenças significativas entre as estações do

ano, períodos e interação entre estes fatores (Tabela 4).

Fonte : Do autor

As comparações pairwise entre os grupos (Tabela 5) foram todas significativas,

com exceção do período para estação chuvosa.

Tabela 5 - Comparação de médias pairwise

Contrastes Estimativas Erro

padrão gl t Nível de

significância Chuvoso/Manha Seca/Manha -0.09872399 0.02181496 12693 -4.526 <.0001 Chuvoso/Manha Chuvosa/Tarde 0.04416721 0.02700800 12693 1.635 0.3587 Chuvoso/Manha Seca/Tarde -0.82854404 0.02100981 12693 -39.436 <.0001 Seca/Manha Chuvosa/Tarde 0.14289120 0.02857309 12693 5.001 <.0001 Seca/Manha Seca/Tarde -0.72982006 0.02298700 12693 -31.749 <.0001 Chuvoso/Manha Seca/Tarde -0.87271125 0.02796322 12693 -31.209 <.0001

Fonte: Do autor

Tabela 4 - Resultados da análise de variância

36

Figura 24 - Variação do índice de Calor para estação do ano e períodos

Fonte: Do autor

Os resultados da análise pelo gráfico de box plot, Figura 24, apresentaram uma

assimetria nos valores medianos do Índice de Calor (IC) na comparação da estação

quente chuvoso, do período da manha para o período da tarde. Essa variação pode ser

percebida quando se olha a os valores do nível de significância da Tabela 5 onde se

verifica o valor de 0.3587 para a comparação Chuvoso/Manha e Chuvosa/Tarde,

estando esse acima do valor do nível de significância estabelecido (5%). A variação da

média do IC do período matutino para o vespertino se deve a diferença da Temperatura

do ar (Tar) e Umidade Relativa (UR) do ambiente no interior do parque, em decorrência

de chuvas em determinados períodos do dia e da radiação solar incidente, fazendo com

que ocorra uma variação gradativa dessas variáveis. Da mesma forma, em relação à

estação seca, há uma simetria na variação das médias do IC dentro de cada período do

dia, más há uma assimetria quanto se compara para os períodos matutino e vespertino

embora não significativa. Essas variações sofrem influencia do entorno e das condições

microclimática da região conforme a estação atuante.

Perigo extremo

Perigo

Atenção

Muito cuidado

5

54

4

41

3

32

2

27

37

Através do gráfico, é possível observar que os valores do IC variam de um

mínimo aproximado de 27 °C no período quente úmido tarde a um valor máximo

aproximado de 43 °C no período quente seco tarde. O IC não apresenta um padrão

contínuo no tempo, esta grandeza física esta diretamente relacionada às temperaturas e

estas são determinadas pela quantidade de radiação solar recebida.

Figura 25 – Variação horaria do índice de Calor no interior do Parque

Fonte: Do autor

Os valores obtidos para o IC referente às medidas realizadas nas estações quente

e chuvosa no interior do Parque apresentaram certa variabilidade, conforme

demonstrado pelo gráfico box plot (fig. 25) em relação aos horários da coleta dos dados

para o período matutino e vespertino. Essa variabilidade é perfeitamente compreensível

em função das alterações nas variáveis Tar e UR em decorrência da heterogeneidade

dos locais da coleta e em função da variação horaria e microclimáticas.

38

Tabela 6 – Médias e intervalos de confiança1 das variáveis climáticas medidas no

interior do Parque

Fonte: Do autor

A tabela 6 acima, apesenta os resultado da analise bootstrap com 5000

reamostragem pelo método dos percentis com um intervalo de confiança (Ic) de 95%. O

bootstrap é uma técnica de reamostragem que trabalha com amostras a partir das

amostras originais com objetivo de obter um novo conjunto de dados, obtendo assim

estimativas mais precisas. A distribuição bootstrap esta centrada próximo à média das

amostras original, apresentando um pequeno viés. Os valores obtidos pelo método

fornece o real comportamento da variação horaria do IC no interior da unidade de

conservação.

Ao observar a Tabela 2 (pag.16) sobre os níveis de alerta e possíveis sintomas

fisiológicos às pessoas, de acordo com o índice de calor, pode-se notar que o

microclima no interior do PZBF requer alguns cuidados dos frequentadores.

1 Bootstrap com 5000 reamostragens. 2 Infelizmente, problemas na guarda dos registros levaram a perda dos dados para às 10h na

estação seca, sendo estes desconsiderados na ANOVA.

Estação Seca Estação Chuvosa Horário T (°C) UR (%) IC (°C) T (°C) UR (%) IC (°C)

Média T (95%)

Média Ic (95%)

Média Ic (95%)

Média Ic (95%)

Média Ic (95%)

Média Ic (95%)

Man

hã

7h 27.42 27.22, 27.62

46.68 45.35, 48.06

27.85 27.54, 28.15

24.61 24.42, 24.9

35.56 35.52, 35.61

24.06 23.85, 24.42

8h 28.54 28.34, 28.74

49.57 48.89, 50.26

30.65 30.32, 31.00

27.64 27.57, 27.72

47.25 46.82, 47.67

27.92 27.83, 28.02

9h 29.57 29.24, 29.89

65.00 63.08, 66.5

35.98 35.20, 36.78

29.10 28.98, 29.22

54.00 53.39, 54.62

31.03 30.81, 31.27

10h2 - - - - - - 27.84 27.68, 28.01

39.50 38.86, 40.22

27.58 27.41, 27.77

Tard

e

13h 29.23 28.89, 29.58

62.63 61.50, 63.70

33.00 32.17, 33.87

25.52 25.43, 25.63

54.78 52.39, 57.20

25.64 25.48, 25.83

14h 33.64 33.50, 33.78

54.62 54.09, 55.12

40.57 40.21, 40.95

29.69 29.55, 29.84

53,11 52.64, 53.57

32.12 31.87, 32.38

15h 29.88 29.47, 30.30

55.82 54.04, 57.62

33.86 32.87, 34.93

31.32 31.16, 31.49

50.57 49.93, 51.26

33.63 33.37, 33.90

39

Tabela 7 - Classificação de risco em função da variação horário do índice de calor

conforme NOAA

Período Horário Estação seca Estação Chuvosa

Man

ha

07h00min Atenção Ausência de alerta

08h00min Atenção Atenção

09h00min Muito cuidado Atenção

10h00min - Atenção

Tard

e 13h00min Muito cuidado Atenção

14h00min Muito cuidado Muito cuidado

15h00min Muito cuidado Muito cuidado

Fonte: Do autor

A classificação quanto ao risco conforme os valores apresentado na tabela 6 em

consonância com a Tabela 2 é de äusência de alerta¨ para as primeiras horas da manhã

para as estações seca e chuvosa, seguido da indicação de ätenção¨ para os demais

horários matutino. Já para o período da tarde, a classificação do risco segue a indicação

de ätenção¨ a ¨muito cuidado¨ para ambas as estações.

Valores e indicação de risco semelhantes fora encontrado por Novais et al (2018,

no prelo) em sua pesquisa sobre a verificação do conforto térmico no interior do parque

Mãe Bonifácia utilizando o índice de Temperatura e Umidade (ITU) para o mesmo

período e horários aproximados, compreendendo a analise da estação seca e chuvosa

nos meses de Agosto, Setembro e Outubro de 2016 e nos meses de Janeiro, Fevereiro e

Março de 2017.

As análises mostram também que o período de maior desconforto no interior do

parque, ocorreu na parte da tarde sendo que a estação seca pode ser considerada a mais

desconfortável no estudo.

Sobre isso, Costa (1999) afirma que os vários tipos de pavimentos presente no

interior dos parques (betuminoso e em concreto aparente), e as edificações que o

circundam, modifica o balanço de radiação da superfície, provocando alteração no

processo de absorção, transmissão e reflexão, de sorte que o clima local adquire

características especificas.

40

O próprio comportamento das plantas para a conservação de energia, com a

redução de suas funções metabólica em razão da mudança de estação exerce influencia

sobre as variáveis climáticas. A redução da área foliar em função do estresse hídrico

sofrido pela planta no período seco contribui para uma diminuição significativa na

fotossíntese e na evapotranspiração. Em geral a vegetação contribui na amenização da

temperatura do ambiente a partir do consumo do calor latente por evaporação,

fornecendo sombra e conforto ao ambiente A vegetação bloqueia e absorve boa parte da

radiação incidente, contribuindo assim para o equilíbrio do balanço de energia

(BUENO, 1988).

As espécies arbóreas são consideradas estabilizadores térmicos, absorvem

grande quantidade de calor e constituem o sistema natural de refrigeração nas regiões

quentes. Alterações significativas nesse contesto por razão da estação do ano afetam o

desempenho das espécies.

A compreensão e acompanhamento da variabilidade horário do IC são relevantes

para os trabalhadores e demais pessoas que praticam atividades em ambiente externo.

41

5 - CONCLUSÃO

O IC é um parâmetro essencial para o controle de possível situação de estresses

térmico. Atividades realizadas ao ar livre, tanto no âmbito profissional como recreativa,

faz parte do cotidiano diário da sociedade moderna.

Em relação ao local do estudo (PEZBF) detectou-se diferenças significativas que

atingiram quase 1 unidade de Índice de Calor, possuindo valores medianos limítrofes a

possibilidade de fadiga após exposição e atividade prolongadas, e picos que remetem a

cuidado extremo, podendo ocorrer hipertermia e possíveis câimbras de calor.

Aos frequentadores do Parque, praticantes de exercícios físicos tais como

caminhada, corrida e ciclismo são recomendados alguns cuidados em relação aos

horários do dia e níveis de alerta.

Os horários a partir das 13h para a estação seca e a partir das 14h para a estação

chuvosa foi classificado como os mais preocupantes no interior da unidade de

conservação.

Como os valores do índice de calor foram criados para condições de sombra,

vento fraco e leve, a exposição à luz do sol total pode aumentar os valores do índice de

calor em até 8 °C, sendo assim, recomendado cuidado redobrado aos frequentadores em

função do IC ser ainda maior quando o corpo for submetido a um tempo prolongado

sobre radiação direta do sol (NOAA, 2018).

Os valores do IC encontrado na unidade de conservação se assemelham aos

valores medidos pelo Instituto Nacional de Meteorologia (INMET) no período,

conferindo confiabilidade aos resultados.

Recomenda-se a utilização do espaço do Parque para a pratica de exercícios

físicos em horários diferenciados, sendo das 6h as 9h pela manha e a partir das 17h no

período da tarde.

Medidas mitigadoras como a utilização de protetores solar, chapéu com proteção

UVA e UVB e hidratação frequentes ajudam na amenização dos sintomas do estresse

térmico.

42

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