1. Universidade de So PauloEscola Superior de Agricultura Luiz de QueirozPotencial da arborizao viria na reduo do consumo de energiaeltrica: definio de trs reas na cidade de So Paulo SP,aplicao de questionrios, levantamento de fatores ambientais e estimativa de Graus-Hora de calor Giuliana Del Nero VelascoTese apresentada para obteno do ttulo dedoutor em Agronomia. rea de concentrao:Fitotecnia Piracicaba2007

2. Aos meus pais, Marce e Irineu, por TUDO que representam naminha vida pessoal e acadmica;s rvores urbanas, que sofrem em ambiente hostil para nosproporcionar melhor qualidade de vida; DEDICO2 3. Dados Internacionais de Catalogao na Publicao (CIP)DIVISO DE BIBLIOTECA E DOCUMENTAO - ESALQ/USPVelasco, Giuliana Del Nero Potencial da arborizao viria na reduo do consumo de energia eltrica: definio de trs reas na cidade de So Paulo SP, aplicao de questionrios, levantamento de fatores ambientais e estimativa de Graus-Hora de calor / Giuliana Del Nero Velasco. - - Piracicaba, 2007. 123 p. : il. Tese (Doutorado) - - Escola Superior de Agricultura Luiz de Queiroz, 2007. Bibliografia.1. Arborizao 2. Clima 3. Energia eltrica 4. Geoprocessamento 5. Via pblica So Paulo (SP) I. TtuloCDD 715.2Permitida a cpia total ou parcial deste documento, desde que citada a fonte O autor 4. AGRADECIMENTOSEm tudo o que usas tem mos que no so as tuas, que trabalham para o teu conforto e a tua paz. Qualdeve ser o nosso gesto diante disso? No pode ser outro: Gratido! Um agradecimento profundo pelo que recebes de tantas mos....A Deus, por mais uma existncia repleta de boas oportunidades; FAPESP (processo 04/01842-6) pelos recursos financeiros concedidos e pela confiana do assessorfrente a tantas alteraes no decorrer do percurso; Escola Superior de Agricultura Luiz de Queiroz, seus professores e funcionrios, por tantos anos deacolhimento; minha orientadora Profa. Dra. Ana Maria Liner Pereira Lima, por todo o aprendizado em tantos anos deconvivncia, pela confiana nas minhas decises e por compartilhar todos os problemas e dificuldadesque ocorreram durante o trajeto. Por todo o entusiasmo, pela ajuda na obteno dos dados, pelaorientao e pela amizade que com certeza no terminar com o fim dessa etapa;Ao Prof. Dr. Demstenes Ferreira da Silva Filho pela co-orientao, pela essencial ajuda na parte degeoprocessamento e tratamento das imagens, pelas horas na frente do meu notebook na tentativa dedescobrir solues para os muitos problemas, pelas discusses dos resultados, pela prontido, pelasboas idias, pelas risadas no laboratrio e amizade estabelecida;Ao Prof. Dr. Hilton Thadeu Zarate do Couto, pela essencial ajuda na definio da amostragem e nasanlises estatsticas, pelo estmulo, confiana, prontido, empenho e preciosa participao para que otrabalho pudesse chegar ao fim; Profa. Dra. Lucila Chebel Labaki, pelas conversas esclarecedoras e por toda a ajuda na definio dametodologia de coleta de dados climticos;Ao Prof. Dr. Srgio Oliveira Moraes, pela essencial ajuda na idealizao dos NIKOS (estaes mveis),pelas aulas invejveis e por todos os conhecimentos transmitidos com tanta disposio, diverso ecompetncia;3 5. Profa. Dra. Magda Adelaide Lombardo, por ajudar na definio da metodologia e por todo oconhecimento transmitido nas reunies, workshops e visitas UNESP Rio Claro. Aos seus orientados,pela troca de informaes e laos estabelecidos;Ao Prof. Dr. Maurcio Roriz, pela dedicao, pacincia, incansveis explicaes e por sua imprescindvelcontribuio na fase final do trabalho;Ao Prof. Dr. Gerson Barreto Mouro, pelas conversas esclarecedoras sobre as regresses;Aos integrantes da banca examinadora do exame de qualificao: Prof. Dr. Pedro Jacob Christoffoleti;Prof. Dr. Valdemar Antnio Demtrio e Prof. Dr. Sergius Galdolfi;Ao Laboratrio de Mtodos Quantitativos do Departamento de Cincias Florestais da ESALQ - USP, pelapermanncia na fase de tratamento das imagens de satlite;Ao Laboratrio de Fisiologia Ps-colheita pelo emprstimo da cmara fria;Ao Instituto Geolgico, vinculado Secretaria do Meio Ambiente do Governo do Estado de So Paulo,pelo fornecimento das imagens do Satlite Ikonos II e ao Prof. Dr. Ailton Luchiari (FFLCH/USP) porpermitir tal aquisio;Ao Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais, (INPE) na pessoa de Priscila Pereira Coltri e ao Instituto deastronomia, geofsica e cincias atmosfricas da Universidade de So Paulo (IAG/USP), na pessoa deSrgio Torre Salum, pelo fornecimento de dados meteorolgicos;Ao amigo Jefferson Lordello Polizel, pela amizade, pacincia, convivncia e ajuda diria. Pela dedicaoao meu trabalho, pelo acolhimento no laboratrio e por todo o tempo que passei na sua sala aprendendotudo o que hoje sei sobre geoprocessamento;Ao Eduardo de Rezende Francisco, da AES Eletropaulo, pelos dados fornecidos, pelos e-mails tocuidadosos e por toda a ajuda no entendimento dos dados de consumo de energia eltrica. Ao FernandoCelso Sedeh Padilha, da CPFL Gerao de Energia S/A, por t-lo indicado; Profa.Dra. Lucia Mascar por todos os e-mails trocados repletos de esclarecimentos; Valeria Frexda, pela essencial ajuda na elaborao do questionrio e ao Marcelo Filik pela ajuda emsua reviso; 4 6. Diviso de Biblioteca e documentao, na pessoa de Eliana Maria Garcia pela reviso das normas; Carmen Pilotto pelo fornecimento dos folders da ESALQ enviados s residncias;Aos moradores das residncias amostradas pelos questionrios respondidos;A todos os colaboradores das coletas de dados e aplicao dos questionrios; amiga Luciana Luiz Casanova (Bizerra) pela essencial participao em toda a parte prtica de coleta dedados, aplicao dos questionrios e montagem das equipes; amiga Cristiane Guiselini (Ziggy), pela amizade, ajuda na elaborao e interpretao dos grficos e portodas as conversas produtivas a longa distncia; Luciane Aparecida Lopes Toledo, secretria do programa de ps-graduao, pela competncia,prontido e por tornar a minha permanncia no prdio da PG mais alegre e agradvel. Maria SolizeteGranziol Silva, pela agradvel convivncia e tantos cafezinhos;Ao meu pai, Irineu, por toda ajuda na criao e elaborao dos NIKOS, pelas conversas esclarecedorassobre metodologia cientfica, pelos ensinamentos e dedicao ao longo da minha vida pessoal eacadmica e pelo exemplo de pesquisador que me enche de orgulho; minha me, Marce, por todo o estmulo, torcida e amor que me impulsionam, pela fora a cada gestode carinho e a cada telefonema, pelo exemplo de dedicao famlia que um dia espero passar diante.s minhas irms, Cristiane e Patrcia, por estarem sempre presentes dando verdadeiro sentido vida,pelos ensinamentos de irms mais velhas, pela convivncia repleta de aprendizado, pela indispensvelreviso da tese, com tanto zelo e carinho. Aos seus respectivos maridos, Fernando e Guilherme pelaagradvel presena nos momentos de folga;s minhas queridas amigas piracicabanas, Tais Oetterer de Andrade e Helena Barone Freire, pelasincera amizade e sensao boa de saber que estamos sempre sintonizadas, independente da distncia;Ao grupo de ps-graduandos em paisagismo Andrea, Hamilton, Luzia, Ronan e Silvana, pelaconvivncia diria na salinha, pelas alegres viagens aos congressos, pela troca de informaes, reunies,risadas, massagens, alongamentos e pela unio que gerou o nascimento da revista da SociedadeBrasileira de Arborizao Urbana; 5 7. A todos os ps-graduandos do programa de Fitotecnia pela agradvel convivncia; amiga Paula Salgado (Foker), pelo convvio dirio e sugestes em todos os detalhes da elaborao dotrabalho, por toda fora e colaborao na fase final, pelos ouvidos que sempre estiveram disponveis (echeios de pacincia...), pelos bons conselhos, pelo Evangelho no nosso Lar e pelos 10 anos decumplicidade, amizade e companheirismo; amiga Priscila Coltri (Malhada) pela amizade, conversas, artiguinhos, troca de informaes eessencial ajuda na obteno de dados meteorolgicos; amiga Mariana Andreucci (Relp) pela amizade que se consolidou no perodo e essencial ajuda naelaborao do abstract; amiga Mariana (Maracuj), pelas conversas dirias mesmo distncia, pela amizade, pelo colo ecompreenso nas horas difceis e pela companhia nos deliciosos momentos, tornando o perodo muitomais agradvel;As Ex e atuais moradoras da Rep. Reboq, pela amizade, convivncia e momentos de alegria; Rep. Dojo (Foker, Relp, Malhada, Dilvio, Porvinha e Maet) pela amizade estabelecida e por meacolherem de braos abertos (e muitas risadas) no meu retorno Piracicaba;Aos meus cachorros, que enchem minha vida de alegria a cada encontro: Nega, Fil, Mel, Ted e emespecial, aos meus queridos Mequetrefe e Sino (com muitas saudades...) por tantos anos de convivncia,amor e lealdade. MUITO OBRIGADA! 6 8. Nem tudo o que escrevo resulta numa realizao, resulta mais numa tentativa. O que tambm um prazer. Pois nem tudo eu quero pegar. s vezes, quero apenas tocar.Depois, o que toco s vezes floresce e os outros podem pegar com as duas mos. Clarice Lispector 7 9. SUMRIORESUMO ...................................................................................................................... 12ABSTRACT .................................................................................................................. 13LISTA DE FIGURAS .................................................................................................... 14LISTA DE TABELAS .................................................................................................... 171 INTRODUO .......................................................................................................... 202 REVISO BIBLIOGRFICA ......................................................................................232.1 Ambiente urbano e consumo de energia ...............................................................232.2 A cidade de So Paulo: caracterizao e unidades climticas ..............................272.3 Sensoriamento remoto e geoprocessamento ........................................................282.4 Imagens de alta resoluo: satlite IKONOS II ......................................................292.5 ndice de vegetao ............................................................................................... 302.6 Classificao supervisionada .................................................................................312.7 Influncia da vegetao nos elementos climticos ................................................ 332.8 Consumo de energia eltrica e vegetao ............................................................. 363 MATERIAL E MTODOS .......................................................................................... 423.1 Localizao geogrfica e clima do municpio ......................................................... 423.2 Definio das reas de estudo ............................................................................... 423.2.1 Aplicao de ndice de vegetao em imagens de alta resoluo IKONOS II . 433.2.2 Mapas do municpio de So Paulo e aferio a campo ...................................... 433.2.3 Classificao Supervisionada .............................................................................443.3 Coleta e anlise de dados ......................................................................................453.3.1 Amostragem das residncias .............................................................................. 458 10. 3.3.2 Coleta de dados climticos ................................................................................. 463.3.2.1 Aparelhos utilizados ......................................................................................... 463.3.2.2 Validao dos aparelhos .................................................................................. 473.3.2.3 Procedimento de coleta ....................................................................................473.3.2.4 Estaes meteorolgicas mveis ..................................................................... 493.3.3 Classificao das espcies encontradas ............................................................503.3.4 Aplicao dos questionrios ................................................................................ 513.3.5 Mdia de exemplares por residncia ..................................................................533.3.6 Dados de consumo de energia eltrica ............................................................... 533.4 Estimativa de Graus-Hora de calor ........................................................................ 534 RESULTADOS E DISCUSSO ................................................................................554.1 Definio das reas de estudo ...............................................................................554.1.1 Aplicao de ndice de vegetao em imagens de alta resoluo - IKONOS II .554.1.2 Mapas do Municpio de So Paulo e aferio a campo ......................................604.1.3 Classificao Supervisionada ............................................................................. 644.2 Coleta e anlise de dados ...................................................................................... 734.2.1 Amostragem das residncias ..............................................................................734.2.2 Validao dos aparelhos .....................................................................................754.2.3 Temperatura do ar (Tar) e umidade relativa (UR) ................................................ 764.2.3.1 Setembro/2006 .................................................................................................764.2.3.1.1 Rua e calada ...............................................................................................764.2.3.1.2 Calada .........................................................................................................784.2.3.1.3 Rua ................................................................................................................ 79 9 11. 4.2.3.2 Maro ...............................................................................................................814.2.3.2.1 Rua e calada ...............................................................................................814.2.3.2.2 Calada .........................................................................................................834.2.3.2.3 Rua ................................................................................................................ 844.2.3.3 Maro e Setembro ............................................................................................864.2.3.3.1 Rua e calada ...............................................................................................864.2.3.3.2 Calada .........................................................................................................884.2.3.3.3 Rua ................................................................................................................ 894.2.4 Classificao das espcies ................................................................................. 914.2.5 Mdia de exemplares por residncia ..................................................................924.2.6 Avaliao dos questionrios ................................................................................ 934.3 Necessidade de refrigerao: Clculo de Graus-Hora de calor .............................984.4 Relao entre Graus-Hora de calor e a classificao supervisionada ...................1055 CONCLUSES .........................................................................................................1106 DISCUSSES RELEVANTES ..................................................................................112REFERNCIAS ............................................................................................................114 10 12. RESUMOPotencial da arborizao viria na reduo do consumo de energia eltrica:definio de trs reas na cidade de So Paulo SP, aplicao de questionrios,levantamento de fatores ambientais e estimativa de Graus-Hora de calorA problemtica na obteno e no uso consciente de energia nas cidades assunto polmico e extremamente atual. As reas urbanas tm, freqentemente,superfcies mais escuras e menos vegetao quando comparadas a reascircunvizinhas. Essas diferenas afetam o clima, o uso de energia e a qualidade devida. Uma das linhas de ao para promover o uso eficiente de energia eltrica nascidades atravs da reduo da necessidade de consumo o uso de vegetao. Oobjetivo do presente trabalho foi o de investigar - em trs reas da cidade de SoPaulo-SP - o potencial da arborizao viria na reduo do consumo de energiaeltrica. Inicialmente, considerando todo o municpio de So Paulo, foi feita a definiodas reas a serem estudadas, com uso de ferramentas de geoprocessamento, uso demapas j existentes do municpio e diversas visitas aos locais. A segunda parteconsistiu na anlise, em menor escala, de fatores relacionados s residnciaspertencentes s reas definidas anteriormente, com medies de variveis climticas(temperatura do ar e umidade relativa) nos meses de setembro de 2006 e maro de2007, questionrios, classificao da vegetao existente nas caladas das residnciase valores de consumo de energia eltrica. Finalmente, foi elaborada uma estimativa deGraus-Hora de calor relacionando-os com os dados coletados. O ndice de vegetaoassociado classificao supervisionada e s visitas ao local permitiu a definio dastrs reas de estudo. A rea 1 continha 3,72% de vegetao e uma mdia de 1,18plantas/residncia amostrada. J a rea 2, intermediria em termos de densidade devegetao, continha 11,71% de vegetao e mdia de 3,17 plantas/residncia. Por fim,a rea 3, caracterizada como a de maior densidade de vegetao contava com 22,92%e 5,32 plantas/residncia. Em setembro de 2006, a mdia de temperatura do ar, nosquatro dias, nos quatro horrios (7:00h, 9:00h, 14:00 e 21:00h) e nos dois locais(calada e rua) foi de 21,61oC, 21,46oC e 21,25oC para as reas 1, 2 e 3,respectivamente. J para maro de 2007 tais valores foram de 26,69oC, 25,79oC e25,46oC. A maior diferena encontrada de temperatura entre as reas 1 e 3 foi de2,14oC. A quantidade e uso de aparelhos de ar condicionado no diferiu entre reas, aocontrrio do consumo de energia eltrica, fato este que impossibilitou a anlise edefinio da influncia de tais aparelhos no valor final de consumo por residncia. Aquantidade de aparelhos de ar condicionado foi positivamente relacionada com oconsumo. A estimativa de Graus-Hora de calor foi possvel a partir da estao dereferncia, resultando, para o ms de maro, valores de 10, 6,67, 3,91 e 7,2 para asreas 1, 2, 3 e referncia, respectivamente. Para o ms de setembro, estes valoresforam de 2,21, 0,76, 0 e 0, para as mesmas reas.Palavras-chave: Arborizao viria; energia eltrica; geoprocessamento; Graus-Horade calor11 13. ABSTRACTStreet forestry potential on the reduction of electric energy consumption: definition of tree areas in the city of SP, interviews, evaluation of environmental factors and heat degree hour estimationThe problematic to obtain and use energy in a conscious way in cities is apolemic issue nowadays. Frequently, urban areas have darker surfaces areas with lessvegetation than neighbor areas. These differences affect the climate, the energy useand the quality of life. One of the action lines to promote an efficient use of electricenergy in cities, through the reduction of the necessity of consumption, is the use ofvegetation. The objective of this research is to investigate in three areas of the city ofSao Paulo SP the potential of street forestry in reducing the consumption of electricenergy. Initially, considering the whole city of Sao Paulo, the definition of the areas to bestudied was made through the use of geoprocessing, city maps that already existed andthrough several visits done to the chosen places. The second part consisted in theanalyse, in a smaller scale, of the characteristics of the residences that belonged to theprevious established areas with the evaluation of climatic variables (air temperature andrelative humidity) during the months of September of 2006 and March of 2007, throughquestionnaires, classification of the vegetation present in the sidewalks of thoseresidences and electric energy consumption values. Finally the estimation of heatDegree Hours was made and related to the data collected. The association of thevegetation index to the supervised classification and to the visits done to those localspermitted the definition of three areas of study. Area 1 had 3,72% of the vegetation andan average of 1,18 plants/residence sampled. Area 2, intermediate when it comes tovegetation density, had 11,71% of vegetation and average of 3,17 plants/residence. Atleast, area 3 characterized as the one with higher vegetation density had 22,92% ofvegetation and 5,32 plants/residence. In September of 2006 the average airtemperature, in four days and four day times (7:00h, 9:00h, 14:00 e 21:00h) and in bothplaces (sidewalk and street) was 21,61C, 21,46C and 21,25C for areas 1, 2 and 3,respectively. In March of 2007 those values were 26,69C, 25,79C and 25,46C. Thebiggest temperature difference found was between areas 1 and 3 and it was 2,14C.The quantity and use of air conditioning systems did not differ between areas, occurringthe opposite with the electric energy consumption. Because of that, the analyse and thedefinition of the influence of the air conditioning system in the final value of energyconsumption per residence. Quantities of air conditioning systems were significant andpositively correlated to the energy consumption. The estimation of heat Degree-Hourswas possible due to the standard station resulting, for March 2007, in values as 10, 6,67,3,91, e 7,2 for areas 1, 2 , 3 and standard, respectively. For September 2006 thesevalues were 2,21, 0,76, 0 e 0, for the same areas.Keywords: Street forestry; Electric energy; geoprocessing; Heat Degree-Hours12 14. LISTA DE FIGURASFigura 1 Representao esquemtica do mapa do Brasil (A) com destaquepara o Estado (B) e a cidade de So Paulo (C) ................................ 42Figura 2 Aparelho HOBO H08-004-02 ............................................................46Figura 3 Representao esquemtica da localizao dos aparelhos paracoleta de dados .................................................................................47Figura 4 Multi-Plate Radiation Shield .49Figura 5 Estao mvel (A) e seu detalhe (B) ................................................ 50Figura 6 Aparelho HOBO pendurado na estao mvel ................................. 50Figura 7 Questionrio aplicado s residncias ............................................... 52Figura 8 Mosaico das sessenta e sete cenas do satlite Ikonos II, da bandaNIR, abrangendo o Municpio de So Paulo, na tela do programaTNT Mips 6.8 ....................................................................................55Figura 9 Mosaico das sessenta e sete cenas do satlite Ikonos II, da bandaRed, abrangendo o Municpio de So Paulo, na tela do programaTNT Mips 6.8 ....................................................................................56Figura 10 ndice de vegetao (NDVI) em rea abrangendo o Municpio deSP, na tela do programa TNT Mips 6.8 ............................................56Figura 11 ndice de vegetao NDVI no limite do Municpio de SP, na tela doprograma TNT Mips 6.8 .................................................................... 57Figura 12 Cena NIR mostrando (a) diferena de tonalidade, (b) diviso emdois pedaos e (c) unio com a aplicao do filtro de equalizao .. 58Figura 13 ndice NDVI equalizado, na tela do programa TNT Mips 6.8 ............ 59Figura 14 ndice de vegetao (NDVI) com faixa homognea em destaque,na tela do programa TNT Mips 6.8 ................................................... 60Figura 15 Unidades Climticas Urbanas com as trs reas de estudolocalizadas ........................................................................................ 61Figura 16 Unidades climticas naturais com as trs reas de estudolocalizadas ........................................................................................ 62 13 15. Figura 17 Unidades climticas naturais com destaque para a localizaodas reas .......................................................................................... 63Figura 18 Classes de consumo de energia eltrica (kWh mdio) no municpiode So Paulo e a localizao das reas 1, 2 e 3 .............................. 64Figura 19 Recorte da rea 1 em RGB (A) e NIR (B) ......................................... 65Figura 20 Recorte da rea 2 em RGB (A) e NIR (B) ......................................... 66Figura 21 Recorte da rea 3 em RGB (A) e NIR (B) ......................................... 67Figura 22 Classificao supervisionada na rea 1 com legenda das oitoclasses utilizadas ..............................................................................68Figura 23 Matriz de erro da classificao supervisionada da rea 1, na telado programa TNT Mips 6.8 ............................................................... 69Figura 24 Dendrograma da rea 1, na tela do programa TNT Mips 6.8 ...........69Figura 25 Classificao supervisionada na rea 2 com legenda das oitoclasses utilizadas ..............................................................................70Figura 26 Matriz de erro da classificao supervisionada da rea 2, na telado programa TNT Mips 6.8 ............................................................... 70Figura 27 Dendrograma da rea 2 na tela do programa TNT Mips 6.8 ............71Figura 28 Classificao supervisionada na rea 3 com legenda das oitoclasses utilizadas ..............................................................................71Figura 29 Matriz de erro da classificao supervisionada da rea 3, na telado programa TNT Mips 6.8 ............................................................... 72Figura 30 Dendrograma da rea 3 na tela do programa TNT Mips 6.8 ............72Figura 31 Esquema ilustrativo que exemplifica as reas 1, 2 e 3 .....................75Figura 32 Mdias de Tar (oC) e UR (%), da rua e calada, nos horrios(7:00h, 9:00h, 14:00h e 21:00h), nas trs reas, So Paulo, 2006 ..77Figura 33 Mdias de Tar (oC) e UR (%), na calada, nos horrios (7:00h,9:00h, 14:00h e 21:00h), nas trs reas, So Paulo, 2006 ..............79Figura 34 Mdias de Tar (oC) e UR (%), na rua, nos horrios (7:00h, 9:00h,14:00h e 21:00h), nas trs reas, So Paulo, 2006 .........................80Figura 35 Mdias de Tar (oC) e UR (%), da rua e calada, nos horrios(7:00h, 9:00h, 14:00h e 21:00h), nas trs reas, So Paulo, 2007 ..82 14 16. Figura 36 Mdias de Tar (oC) e UR (%), na calada, nos horrios (7:00h,9:00h, 14:00h e 21:00h), nas trs reas, So Paulo, 2007 ..............84Figura 37 Mdias de Tar (oC) e UR (%), na rua, nos horrios (7:00h, 9:00h,14:00h e 21:00h), nas trs reas, So Paulo, 2007 ......................... 85Figura 38 Mdias de Tar (oC) e UR (%), da rua e calada, nos horrios(7:00h, 9:00h, 14:00h e 21:00h), nas trs reas, So Paulo,2006/2007 .........................................................................................87oFigura 39 Mdias de Tar ( C) e UR (%), na calada, nos horrios (7:00h,9:00h, 14:00h e 21:00h), nas trs reas, So Paulo, 2006/2007 .....89Figura 40 Mdias de Tar (oC) e UR (%), na rua, nos horrios (7:00h, 9:00h,14:00h e 21:00h), nas trs reas, So Paulo, 2006/2007 ................90Figura 41 Regresso exponencial entre consumo (kWh) e rea construda(m2): rea 1 em setembro (A) e maro (B); rea 2 em setembro (C)e maro (D); rea 3 em setembro (E) e maro (F) ...........................97Figura 42 Mdia dos dias 07, 08, 09 e 10 de setembro de 2006 (A) e 04, 10,11 e 25 de maro de 2007 (B) de Tar horrias (oC), da estao dereferncia e Tar (oC) em quatro horrios (7:00h, 9:00h, 14:00h e21:00h) nas reas 1, 2 e 3 ................................................................ 101Figura 43 Classificao supervisionada na rea referncia com legenda dasoito classes utilizadas ....................................................................... 106Figura 44 Matriz de erro da classificao supervisionada da rea referncia,na tela do programa TNT Mips 6.8 ...................................................106Figura 45 Dendrograma da rea referncia, na tela do programa TNT Mips6.8 ..................................................................................................... 107Figura 46 Relao entre porcentagem (%) de vegetao (V) e Graus-Hora decalor (GHC), nos meses de setembro de 2006 (A) e maro de 2007(B)...................................................................................................... 108Figura 47 Relao entre porcentagem (%) de [construo (C) + asfalto (A)] vegetao (V) e Graus-Hora de calor (GHC), nos meses desetembro de 2006 (A) e maro de 2007 (B) .....................................109 15 17. LISTA DE TABELASTabela 1 Resumo das especificaes do satlite IKONOS II .......................... 30Tabela 2 Qualidade da classificao associada aos valores da estatsticaKappa ................................................................................................ 45Tabela 3 Mdias de Tar (oC) e UR (%), em trs diferentes temperaturas (0oC,25oC e 45oC) nos seis aparelhos HOBO, So Paulo, 2007 .............. 75Tabela 4 Caracterizao das reas e aparelhos ............................................. 76Tabela 5 Mdias de Tar (oC) e UR (%) dos horrios (7:00h, 9:00h, 14:00h e21:00h), da rua e calada, nas trs reas, So Paulo, 2006 ............76Tabela 6 Mdias de Tar (oC) e UR (%), da rua e calada, nos horrios(7:00h, 9:00h, 14:00h e 21:00h), nas trs reas, So Paulo, 2006 ..77Tabela 7 Mdias de Tar (oC) e UR (%), na calada, nos horrios (7:00h,9:00h, 14:00h e 21:00h), nas trs reas, So Paulo, 2006 ..............78Tabela 8 Mdias de Tar (oC) e UR (%), na rua, nos horrios (7:00h, 9:00h,14:00h e 21:00h), nas trs reas, So Paulo, 2006 .........................80Tabela 9 Mdias de Tar (oC) e UR (%), dos horrios (7:00h, 9:00h, 14:00h e21:00h), da rua e calada, nas trs reas, So Paulo, 2007 ........... 81 oTabela 10 Mdias de Tar ( C) e UR (%), da rua e calada, nos horrios(7:00h, 9:00h, 14:00h e 21:00h), nas trs reas, So Paulo, 2007 ..82Tabela 11 Mdias de Tar (oC) e UR (%), na calada, nos horrios (7:00h,9:00h, 14:00h e 21:00h), nas trs reas, So Paulo, 2007 ..............83Tabela 12 Mdias de Tar (oC) e UR (%), na rua, nos horrios (7:00h, 9:00h,14:00h e 21:00h), nas trs reas, So Paulo, 2007 .........................85 oTabela 13 Mdias de Tar ( C) e UR (%), dos horrios (7:00h, 9:00h, 14:00h e21:00h), da rua e calada, nas trs reas, So Paulo, 2006/2007 ...86Tabela 14 Mdias de Tar (oC) e UR (%), da rua e calada, nos horrios(7:00h, 9:00h, 14:00h e 21:00h), nas trs reas, So Paulo,2006/2007 .........................................................................................87Tabela 15 Mdias de Tar (oC) e UR (%), na calada, nos horrios (7:00h,9:00h, 14:00h e 21:00h), nas trs reas, So Paulo, 2006/2007 .....88 16 18. Tabela 16 Mdias de Tar (oC) e UR (%), na rua, nos horrios (7:00h, 9:00h,14:00h e 21:00h), nas trs reas, So Paulo, 2006/2007 ................ 90Tabela 17 Quantidadedeexemplares que desempenham e nodesempenham funo de sombra e o total de exemplares, nas trsreas (A1, A2 e A3) ..........................................................................91Tabela 18 Mdias por residncia dos dados obtidos na aplicao dosquestionrios, nas trs reas ............................................................94Tabela 19 Consumo mdio por residncia, nos meses de setembro de 2006 emaro de 2007, nas trs reas ......................................................... 94Tabela 20 Consumo mdio (kWh) das residncias com 0, 1, 2 e 3 aparelhosde ar condicionado, para os meses de maro de 2007 e setembrode 2006 ............................................................................................. 95Tabela 21 Consumo mdio (kWh) por rea das residncias com 0, 1, 2 e 3aparelhos de ar condicionado, para os meses de maro de 2007 esetembro de 2006 ............................................................................. 96Tabela 22 Freqncia das residncias que ligam ar condicionado apenasquando est muito calor (A), deixam sempre ligados (B) e ligamapenas durante a noite, nos dias quentes (C), nas reas 1, 2 e 3 ... 96 oTabela 23 Mdias de Tar ( C) dos dias 07, 08, 09 e 10 de setembro de 2006da estao meteorolgica do Aeroporto de Congonhas, SP e dastrs reas (A1, A2, A3) .....................................................................99Tabela 24 Mdias de Tar (oC) dos dias 04. 10, 11 e 25 de maro de 2007 daestao meteorolgica do Aeroporto de Congonhas, SP e das trsreas (A1, A2, A3) ............................................................................ 100 oTabela 25 Tar ( C) estimada nas trs reas (1, 2 e 3) nos perodos desetembro e maro .............................................................................103Tabela 26 Graus-Hora de calor nas reas 1 (GH1), 2 (GH2), 3 (GH3) ereferncia (GHR), para os meses de setembro de 2006 e maro de2007 .................................................................................................. 104 17 19. Tabela 27 Graus-Hora de calor por dia (GHC/dia) e por ms (GHC/ms) nasreas 1 (A1), 2 (A2), 3 (A3) e referncia (Ref) nos meses desetembro de 2006 e maro de 2007 ................................................. 105Tabela 28 Graus-Hora de calor, em setembro de 2006 e maro de 2007 eporcentagem (%) de vegetao (V), asfalto (A), construo (C) e[(asfalto + construo) vegetao], nas reas 1, 2, 3 e referncia(Ref) .................................................................................................. 10818 20. 1 INTRODUOA problemtica na obteno e no uso consciente de energia nas cidades assunto polmico e extremamente atual. Discute-se o problema em questoprimordialmente com o objetivo de aumentar a eficincia energtica e o uso racionaldos recursos naturais, atentando para impactos cada vez menores ao ambiente.Desde a crise energtica do petrleo na dcada de 70 (com conseqenteaumento dos preos da energia), a preocupao com a economia de energia emdiversos paises aumentou. No Brasil, a partir da dcada de 80, rgos pblicos epesquisadores da rea vm tomando conscincia quanto questo ambiental e ateno com a economia de energia. O problema tornou-se ainda mais evidente natransio do ano de 2000 para 2001, quando em uma situao de escassez de chuva,os reservatrios, principalmente da Regio Sudeste, tiveram suas reservas reduzidas aquantidades preocupantes, sendo instituda uma poltica de racionamento de energia. Achamada crise do apago gerou polmica em relao gerao e ao consumo deenergia eltrica no pas. De acordo com Loureiro (2003), para a resoluo destesproblemas foram desenvolvidas medidas para o uso racional de energia queintroduziam novos incentivos e reformas no setor eltrico de maneira a apoiar poltica efinanceiramente a pesquisa, o desenvolvimento e as aes de eficincia energtica.A energia eltrica ocupa lugar de destaque na matriz energtica brasileira, sendoa modalidade energtica mais consumida no pas. O consumo crescente desse tipo deenergia aliado falta de investimento no setor de gerao vem tornando seufornecimento cada vez mais crtico. Ressalta-se a necessidade de alternativas parasolucionar tal problema, tais como construo de novas usinas, implementao decampanhas de combate ao desperdcio de energia e investimentos em aes quepromovam o aumento da eficincia no uso de energia eltrica - alternativa essa quepromove uma rpida reduo no consumo com custo e tempo de retorno deinvestimento pequenos quando comparado s outras alternativas (ALVAREZ, 1998).O ambiente urbano o local de maior concentrao de energia, consumida oudesperdiada. Muitas vezes, o desconforto gerado por uma organizao espacialurbana e arquitetnica no compatvel com o meio (extrema verticalizao, ausncia de 19 21. rvores, entre outros) leva a uma maior necessidade de consumo de energia para seatingir um conforto ambiental apropriado (MASCAR, 2004). Outro fator para a maior concentrao de energia no ambiente urbano relaciona-se a prpria diviso das cidades em reas (comerciais, industriais e residenciais, entreoutras), a qual provoca a necessidade de deslocamentos de seus habitantes, seja parao trabalho, residncia ou reas de lazer, aumentando o consumo de energia atravs daqueima de combustveis, liberando calor e poluentes para a atmosfera. (CASTRO,2000). Parte-se do princpio aceito de que h uma correlao entre microclimas urbanose algumas variveis relacionadas ao uso e ocupao do solo. J se pode afirmar que oespao construdo um dos fatores que contribui para a criao de microclimasdiferenciados em relao ao clima regional; em alguns casos, inconvenientes oudesconfortveis para o ser humano (DUARTE 2000). As reas urbanas tm,freqentemente, superfcies mais escuras e menos vegetao quando comparadas areas circunvizinhas. Essas diferenas afetam o clima, o uso de energia e a qualidadede vida nas cidades, levando criao das chamadas ilhas de calor urbanas(ROSENFELD et al., 1995). Em regies de climas quentes as ilhas de calor contribuemsignificativamente para o aumento das contas de energia eltrica devido maiornecessidade de resfriamento do ambiente (TAHA et al., 1988). Ao longo da histria, as cidades foram se expandindo e seus moradores foram seafastando cada vez mais da natureza. Principalmente a partir da formao de grandesmetrpoles, os habitantes desses centros passaram a ter um convvio intenso e, emalguns casos, quase que exclusivo, com o ambiente artificial (MAGALHES; CRISPIM,2003). Assim, torna-se necessrio o desenvolvimento de novas estratgias deplanejamento que permitam a continuidade do crescimento das reas urbanas de formaque a populao possa viver num ambiente mais equilibrado (DUARTE, 2000). Uma das linhas de ao para promover o uso eficiente de energia eltrica nascidades, atravs da reduo na necessidade de consumo, o uso de vegetao. Deacordo com Heisler (1986), quando grandes rvores so bem distribudas ao longo deum bairro, todas elas, em conjunto, podem ter um impacto significante na temperatura e 20 22. no uso de energia em todas as construes pertencentes quele local, principalmenteno vero. O plantio de rvores nas cidades visto por diversos autores como umaalternativa de baixo custo para reduzir os efeitos das ilhas de calor urbanas (BRETZ;AKBARI; ROSENFELD, 1998), devendo tambm ser associado como alternativa deeficincia energtica. A cidade de So Paulo foi escolhida para ser objeto de estudo principalmentepela sua condio - segundo a Prefeitura da Cidade de So Paulo (2007) - de maiorcidade do Brasil, com uma populao que ultrapassou em 2006 os onze milhes dehabitantes e, por conseguinte, rea de elevado consumo energtico. Foi escolhido osetor residencial devido sua contribuio no consumo total de energia eltrica de22,2% (perdendo apenas para o setor industrial), segundo Brasil (2007). Estudosvisando reduo no consumo de energia no setor industrial tornam-se de difcilaplicao, j que a maior parte dessa energia eltrica consumida provm das mquinas(LAMBERTS; DUTRA; PEREIRA, 1997): com isso, na maioria das vezes, aes demelhoria ambiental ou mesmo arquitetnicas para atingir uma melhor eficinciaenergtica, tornam-se secundrias. O objetivo do presente trabalho foi o de investigar - em trs reas da cidade deSo Paulo-SP - o potencial da arborizao viria na reduo do consumo de energiaeltrica. Os objetivos especficos foram: (i) definir - por meio de ferramentas degeoprocessamento, mapas climticos e aferio a campo - trs reas na cidade de SoPaulo-SP que diferissem quanto de presena de vegetao; (ii) coletar e analisardados relativos temperatura, umidade, consumo de energia eltrica, questionrios,vegetao viria, referentes s trs reas supracitadas, buscando estabelecer relaesentre consumo de energia, presena de aparelhos de refrigerao e vegetao viria;(iii) elaborar uma estimativa de Graus-Hora de calor (necessidade de refrigerao) erelacion-la com os dados coletados.21 23. 2 REVISO BIBLIOGRFICA2.1 Ambiente urbano e consumo de energiaUm ambiente urbano caracterizado pela interao de elementos naturais econstrudos, bem como por uma dinmica de ocupao do solo por construes,veculos, pedestres, entre outros, os quais resultam em uma alterao no clima urbano.Segundo Keeble, Collins e Ryser (1990/91), o aumento de reas construdas leva auma degradao ambiental, seja atravs da poluio gerada, seja pelo aumento doestresse causado pelo aquecimento, principalmente em cidades quentes. Duarte eSerra (2003) afirmam que muitas cidades so vistas como smbolo de crise ambiental elistam diversos problemas relacionados ao meio ambiente urbano, dentre eles: excessode rudo; emisso de poluentes no ar e na gua; escassez de recursos energticos e degua; falta de tratamento adequado de resduos; alterao no regime de chuvas e deventos; formao de ilhas de calor, ilhas secas, ilhas de frio; inverso trmica gerandoproblemas de sade na populao; aumento do consumo de energia paracondicionamento artificial e transporte, entre outros.Em um ambiente urbano, o concreto, pedra, tijolo e asfalto substituem acobertura vegetal, resultando em conseqncias como: intensificao dos pioresaspectos do clima urbano; demanda crescente de energia; reduo da absoro dospoluentes atmosfricos; enchentes cada vez maiores; degradao da qualidade dasguas e, em reas residenciais, depreciao das propriedades (SPIRN, 1995).Elementos climticos tais como radiao solar, temperatura do ar e de superfcie,umidade relativa do ar, precipitao e circulao de ar so afetados pelas condies deartificialidade (caractersticas de sua superfcie, materiais e edificaes e ausncia devegetao) do meio urbano (BERNATZY, 1980 apud MILANO; DALCIN, 2000).A distribuio da temperatura em um ambiente urbano altamente afetada pelobalano de radiao. A radiao solar incidente em superfcies urbanas absorvida etransformada em calor sensvel. Grande parte dessa radiao atinge os telhados eparedes dos prdios e apenas uma pequena parte atinge o solo. Todas essassuperfcies emitem radiao de onda longa. Devido principalmente ao excesso deverticalizao, essa radiao bloqueada nas camadas mais baixas da cidade - no22 24. havendo grande perda das radiaes de ondas longas. Com esse balano positivo deradiao tm-se, nas cidades, temperaturas mais altas quando comparado s reasrurais (SANTAMOURIS, et al., 2001). Essa anomalia trmica denominada ilha decalor (LOMBARDO, 1985; PAULA, 2004) e pode ser explicada pelo fato dos materiaisempregados na construo civil armazenarem calor e das reas mais adensadas emenos arborizadas tenderem a apresentar temperaturas mais elevadas, mesmodurante a noite (BIAS; BAPTISTA; LOMBARDO, 2003). Essas elevadas temperaturasaumentam os nveis de poluio e a necessidade de uso de aparelhos de refrigerao(SCHILLER; EVANS, 1996), bem como podem modificar o regime de chuvas da regio(YUAN; BAUER, 2007). Para Wilmers (1988) os dois principais aspectos negativos doclima urbano so as ilhas de calor e a poluio do ar, os quais podem ser amenizadoscom a presena de vegetao. A sombra de rvores e as superfcies com alto albedodevem ser usadas como estratgias de baixo custo na reduo das ilhas de calorurbanas (BRETZ; AKBARI; ROSENFELD, 1998; ROSENFELD, et al., 1998).Um estudo feito por Taha (1997) analisou diversos parmetros com potenciaispara interferirem no fenmeno de ilhas de calor, dentre eles o albedo das superfcies, aevapotranspirao (atravs da vegetao) e o calor antropognico. O autor concluiuque os trs parmetros analisados tm influncia na mudana do clima prximo superfcie. A aplicao de simulaes meteorolgicas indicou que as cidades podemreverter com facilidade as ilhas de calor e minimizar seus impactos no uso de energiasimplesmente com o aumento do albedo dos materiais das coberturas e pavimentos,bem como com o acrscimo de cobertura vegetal. A simulao sugere que aumentosrazoveis no albedo nas reas urbanas podem gerar uma reduo de at 2 grausCelsius (oC) na temperatura do ar. O aumento de vegetao nas reas urbanas tambmresulta em uma diminuio de 2oC, podendo reduzir at 4oC em situaes especficas,tais como favorveis condies meteorolgicas. Em termos de albedo de materiais,Akbari et al. (1997a) estudaram a eficincia de telhados com altos albedos na economiade energia eltrica em uma residncia na cidade de Sacramento, Califrnia. Chegarama valores aproximados de economia de energia de 2,2kWh por dia mudando o albedode 0,18 para 0,73. Estendendo o valor para todo o perodo de vero, estimou-se uma 23 25. economia de 80% no total consumido apenas com a mudana do telhado de baixo paraalto albedo.A demanda energtica est intimamente ligada ao aumento populacional nasreas urbanas, as quais, quando em situaes de estresse trmico, usam muito maisenergia para condicionamento artificial no vero. Santamouris (2001b) afirma que oaumento da populao urbana em 1% remete a um aumento no consumo de energia de2,25%, mostrando claramente o impacto do aumento populacional no uso de energia.Ainda em termos de estresse trmico, Santamouris (2001a) afirma que oaumento de temperatura em reas urbanas eleva a demanda pelo resfriamento do ar,afetando dramaticamente os custos de energia eltrica, como visto em pesquisarealizada por Estados Unidos (2007). O resultado de tal pesquisa apontou um aumentode 1,5-2,0% na demanda de resfriamento a cada 0,6oC de aumento de temperatura.Para Hough, 1998 apud Duarte (2000), o condicionamento artificial dasconstrues permitiu o desenvolvimento de estruturas cujo aquecimento, refrigerao,umidade e iluminao dependessem totalmente de sistemas mecnicos, os quais sousados indiscriminadamente, ignorando as condies naturais do meio. Usa-se arcondicionado em dias frios, mantm-se acessas as luzes de vrios cmodos ao mesmotempo (ainda que usemos um ambiente por vez), entre outros hbitos que contribuempara um gasto energtico exacerbado.A energia, nas suas mais diversas formas, indispensvel sobrevivncia daespcie humana. E mais do que sobreviver, o homem procurou sempre evoluir,descobrindo fontes e formas alternativas de adaptao ao ambiente e de atendimentos suas necessidades. Dessa forma, a exausto, escassez ou inconvenincia de umdado recurso tende a ser compensada pelo surgimento de outro. Em termos desuprimento energtico, a eletricidade se tornou uma das formas mais versteis econvenientes de energia, passando a ser recurso indispensvel e estratgico para odesenvolvimento socioeconmico (FRANCISCO, 2006).A obteno de energia pode ser vista, atualmente, como uma fonte de problemasambientais, seja para produo de eletricidade, setor de transportes ou indstrias. Emtermos de energia eltrica, pode-se dizer que este setor responsvel poraproximadamente um tero do consumo de energia primria mundial e as tendncias 24 26. indicam que essa contribuio vai aumentar nas prximas dcadas, j que ainda tem-seuma realidade de dois bilhes de pessoas sem acesso eletricidade (GOLDEMBERG;VILLANUEVA, 2003). Em se tratando apenas do consumo de energia residencial, obalano energtico nacional elaborado pelo Ministrio de Minas e Energia apudFrancisco (2006) afirma que a eletricidade responsvel por 64,2% de toda a energiaconsumida pelo setor residencial brasileiro, sendo caracterizada pela simplicidade nosseus usos finais e pela especificidade de utilizao dos equipamentos domsticos. Oautor cita o exemplo do condicionador de ar, muito utilizado na regio Centro-Sul doBrasil como um alto consumidor de energia eltrica. Do ponto de vista social, o consumo de energia pelo setor residencial da maiorrelevncia, uma vez que condio indispensvel para que as comodidades ebenefcios mais essenciais da vida moderna possam ser desfrutados (FRANCISCO,2006). Brasil (2007) afirma que o setor residencial foi responsvel por 22,2% doconsumo total de energia eltrica no ano de 2005, perdendo apenas para o setorindustrial com um consumo de 46,7% no mesmo ano. Alm disso, Tolmasquim (2007)afirma que a economia de energia eltrica tem mais efeito sobre o consumidorresidencial. Com o racionamento ocorrido em 2001, houve uma mudana no padro deconsumo, trazendo desuso de aparelhos de freezer, diminuio no uso de ar-condicionado e hbito de desligar a luz quando no necessrio. Outro fator relaciona-se ao uso de aparelhos de ar condicionado nas residncias.De acordo com Jannuzzi e Schipper, 1991 apud Lamberts, Dutra e Pereira (1997)apenas 7% da energia consumida nas residncias refere-se ao ar condicionado, porm,o uso desse aparelho a nvel nacional ainda pequeno (apenas 6% das residnciaspossuem ar condicionado). Isso indica que, com o desenvolvimento social crescente e apouca qualidade das construes atuais, a aquisio de tais aparelhos ser cada vezmais significativa, podendo tornar-se um problema em breve. A dificuldade de desenvolver pesquisas sobre uso e economia de energia eltricano setor residencial grande, visto ser fortemente influenciada pelas atitudes ecomportamentos de seus moradores. Cavalcanti (2002) afirma que o uso de energia naclasse residencial est ligado ao hbito de consumo e posses de eletrodomsticos, o25 27. que gera uma grande limitao devido s inmeras variveis que influenciam oconsumo de energia na classe residencial (tanto tcnicas como comportamentais). Aautora afirma a necessidade de estudar os hbitos de consumo e posse deeletrodomsticos no setor residencial, formando o perfil deste consumidor e, porconseguinte, implementar programas de conservao dessa energia.A energia voltada s residncias destinada, basicamente, para a coco dealimentos, aquecimento de gua, iluminao, condicionamento ambiental, conservaode alimentos (geladeira e freezer), servios gerais (uso de mquinas para lavar roupas,secarroupas e lavar louas, microondas, ferro eltrico, aspirador de p,microcomputador) e lazer (televiso, videocassete, home theater, aparelho de som)(ACHO, 2003 apud FRANCISCO, 2006). Desta forma, um programa de conservaode energia no setor residencial requer, necessariamente, o prvio estudo dos usosfinais de energia supracitados (includo a os hbitos de consumo).2.2 A cidade de So Paulo: caracterizao e unidades climticasSo Paulo, maior cidade do Brasil desde a dcada de 60 compe com outrostrinta e oito municpios a Regio Metropolitana de So Paulo, um aglomerado urbano dedezenove milhes de habitantes, o quarto maior do mundo. Com rea de 1.522,986quilmetros quadrados (km2), dividida em trinta e uma subprefeituras e noventa e seisdistritos municipais, a cidade de So Paulo contava, em 2006, com uma populao de11.016.703 de habitantes, concentrando mais de 50% da populao da RegioMetropolitana de So Paulo e pouco mais de 6% da populao do Brasil (INSTITUTOBRASILEIRO DE GEOGRAFIA E ESTATSTICA, 2006; PREFEITURA DA CIDADE DESO PAULO, 2007).A populao do municpio teve um aumento de aproximadamente dois milhesde habitantes, em 1950, para onze milhes em 2006. As maiores taxas de crescimentopopulacional ocorreram nas reas perifricas, onde, da mesma forma, verificaram-se asmaiores ocorrncias de perda de cobertura vegetal. Em dez anos (1991 a 2001) foiconstatado que o municpio perdeu 5.345 hectares de cobertura vegetal sendo que 56%das reas desmatadas localizam-se em apenas dez distritos (do total de 96 distritos),situados em reas perifricas (SO PAULO, 2004). 26 28. Tarifa e Armani (2001a) classificaram a cidade de So Paulo em unidadesclimticas urbanas e naturais. As unidades urbanas foram divididas em quatro Macro-Unidades Climticas: Unidade climtica urbana central, Unidade climtica urbanaperifrica, Unidade climtica urbana fragmentada e Unidade climtica no urbana.Essas unidades podem ser consideradas como homogneas para cada dimenso dasrelaes entre os controles climticos urbanos (uso do solo, fluxo de veculos,densidade populacional, densidade de edificaes, orientao e altura das edificaes,reas verdes, represas, parques e emisso de poluentes) e os atributos (temperaturada superfcie, do ar, umidade, insolao, radiao solar, qualidade do ar, pluviosidade eventilao). Cada uma dessas quatro macro-unidades foram dividas em outrasunidades e essas, por vez, em outras, totalizando setenta e sete unidades climticasurbanas no municpio de So Paulo.J as unidades climticas naturais foram divididas em cinco categorias declimas locais, a saber: Clima Tropical mido de Altitude do Planalto Paulistano, ClimaTropical mido Serrano da Cantareira Jaragu, Clima Tropical mido de Altitude doAlto Juqueri, Clima Tropical Sub-ocenico Super-mido do Reverso do PlanaltoAtlntico e Clima Tropical Ocenico Super-mido da Fachada Oriental do PlanaltoAtlntico. As cinco unidades climticas tambm foram divididas em outras unidades,totalizando vinte e seis unidades climticas naturais no municpio de So Paulo(TARIFA; ARMANI, 2001b).2.3 Sensoriamento remoto e geoprocessamentoUm dos objetivos do sensoriamento remoto o de expandir a perceposensorial do ser humano atravs da obteno de informaes inacessveis visohumana, bem como da viso panormica proporcionada pela aquisio dasinformaes areas ou espaciais (NOVO, 1992).O uso de imagens de satlite para estudos de vegetao no ambiente urbano uma prtica muito utilizada, principalmente quando faz referncia a cidades de grandeporte, como o caso do municpio de So Paulo. De acordo com Florenzano (2002), asimagens de satlite proporcionam uma viso sinptica (de conjunto) e multitemporal (dedinmica) de extensas reas da superfcie terrestre. Assim, tais imagens permitem uma27 29. viso do todo, possibilitando a obteno de informaes que seriam inviveis de seremadquiridas sem sua utilizao.Cada alvo (asfalto, vegetao, gua, entre outros) tem comportamento espectraldiferente na mesma condio ambiental. A gua apresenta a mais baixa reflectncia eabsorve toda a radiao acima de 750 nanmetros (nm). O asfalto no ultrapassa 10%no valor da reflectncia (MOREIRA, 2005). Segundo Tucker (1979), a vegetao caracterizada por uma intensa absoro devido clorofila na regio do vermelho (0,58a 0,68 micrmetros - m) e por uma intensa reflexo na faixa do infravermelho prximo(0,76 a 1,35 m) causada pela estrutura celular das folhas. A diferena entre as bandasdo vermelho e infravermelho proporcional reflectncia da imagem, correspondendoao grau de vegetao na imagem.Ogeoprocessamento, porsua vez, utiliza tcnicas matemticas ecomputacionais para tratar dados obtidos de objetos ou fenmenos geograficamenteidentificados, bem como extrair informaes, quando eles so observados por umsistema sensor (MOREIRA, 2005). uma ferramenta essencial para facilitar aidentificao e a extrao das informaes contidas nas imagens, para posteriorinterpretao. Assim, sistemas de computao especializados so usados paraatividades interativas de anlise e manipulao das imagens brutas. O resultado desseprocesso a produo de outras imagens, j contendo informaes especficas,extradas e realadas a partir das imagens brutas (CROSTA, 1999).2.4 Imagens de alta resoluo: satlite IKONOS IIO satlite Ikonos II, considerado de altssima resoluo espacial - 1 metro (m) napancromtica e 4m na multiespectral - foi colocado na rbita em 24 de setembro de1999 a uma altitude de 680 quilmetros, operando nos comprimentos de onda entre 400e 1.100nm (MOREIRA, 2005). Rene a alta resoluo espacial das fotografias areas esensores aerotransportados, com a alta resoluo temporal de sensores orbitais. Almdisso, possui alta resoluo radiomtrica (11bits), o que possibilita uma maior distinoentre os alvos urbanos (PINHO, 2006).As principais caractersticas do satlite IKONOS II podem ser vistas na tabela 1,segundo sua empresa responsvel, a Space Imaging.28 30. Tabela 1 Resumo das especificaes do satlite IKONOS IICaractersticasIKONOS IIData de lanamento 24 de setembro de 1999Tempo de operaoAcima de 8 anosrbita 98,1 sol-sncronaVelocidade na rbita 7,5 km/sTempo de uma rbita98 minAltitude 681 km Pancromtica: 1,0 mResoluo espacial Multiespectral: 4,0 mHora em que passa pelo Equador 10:30 hTempo de revisita (dependendo da latitude) 3,0 diasResoluo radiomtrica 11 bits Pancromtica: 0,45 0,90 mm Azul: 0,45 0,52mmBandas Verde: 0,51 0,60mm Vermelho: 0,63 0,70mm Infravermelho prximo: 0,76 0,85mmFonte: traduzido de Space Imaging, 2006 Alguns estudos j foram desenvolvidos utilizando imagens do satlite IKONOS IIpara a caracterizao de alvos intra-urbanos como visto em Paes; Pinto e Dutra (2003)que, atravs da aplicao de classificadores digitais supervisionados buscaram adiscriminao de tipos de coberturas de edificaes, cobertura vegetal, pavimentaode ruas e corpos dgua. Os autores confirmaram a potencialidade do uso de imagensde alta resoluo do satlite IKONOS II como ferramenta para anlise de alvos intra-urbanos.2.5 ndice de vegetao Os ndices de vegetao so transformaes lineares da reflectncia de duas oumais bandas do espectro eletromagntico, que podem ser obtidos atravs de soma,diferena e razo de banda (como o caso do Normalized Difference Vegetation Index29 31. NDVI e Ration Vegetation Index RVI) (BARET; GUYOT, 1991; GOWARD et al.,1991; WIEGAND, 1991). Tais ndices tm grande utilidade para caracterizar grandesreas em termos de densidade de vegetao, permitindo que se tenha uma viso globalda regio e, a partir da, localizar possveis reas de estudo. Um exemplo foi um estudofeito por Kawashima (1990/91) no Japo o qual relacionou a presena de vegetao nacidade de Tokyo com temperatura de superfcie. A cidade, que uma das maiores domundo, foi caracterizada em termos de densidade de vegetao atravs da aplicaodo ndice e, por conseguinte, os resultados foram cruzados com dados de temperaturade superfcie. Moreira (2005) afirma que a principal finalidade dos ndices a deressaltar o comportamento espectral da vegetao em relao ao solo e a outros alvosda superfcie terrestre (intensificando o contraste). O autor cita diversos estudos queatestam que os ndices NDVI e RVI so os mais utilizados, embora o primeiro seja maissensvel vegetao esparsa do que o segundo.O ndice de vegetao NDVI, de acordo com Deering et al. (1975 apudMOREIRA, 2005), consiste em uma equao que tem como variveis as bandas dovermelho e infravermelho prximo, como segue:NDVI: IVP V / IVP + V(1)Sendo,IVP: Infravermelho prximoV: vermelho2.6 Classificao supervisionadaClassificar, em sensoriamento remoto, significa associar pontos de uma imagema uma classe de grupo, ou ainda processo de reconhecimento de classes ou gruposcujos membros exibem caractersticas em comum (ROSA, 1992, apud N-BARBOSA;ACCO; KIRCHNER, 2003). A classificao transforma uma imagem quantitativa emqualitativa, fazendo com que os pixels (abreviao de picture elements) passem a 30 32. pertencer a um nmero restrito de classes temticas. De forma geral, as tcnicas declassificao de imagens atuam sobre uma determinada cena considerando suas vriasbandas espectrais. (PEREIRA, 1995, apud N-BARBOSA; ACCO; KIRCHNER, 2003).Na classificao de dados digitais, os alvos do universo real recebem adenominao genrica de classes ou classes temticas, identificando cada pixel daimagem segundo a ocupao do solo. Para tal, utilizam-se programas apropriados,tambm denominados algoritmos de classificao ou simplesmente classificadores. Soutilizados programas computacionais para categorizar (rotular) os valores dos nveis decinza, os quais utilizam algoritmos estatsticos de reconhecimento de padresespectrais. Dependendo do algoritmo utilizado neste procedimento, a classificao dita supervisionada ou no-supervisionada, envolvendo duas fases distintas: otreinamento e a classificao propriamente dita (MOREIRA, 2005).O autor afirma a necessidade de elaborao da validao da exatido daclassificao, sendo o meio mais utilizado a construo de uma matriz de erro, a qual,atravs de tcnicas de anlise multivariada, determina a concordncia da classificaocom a verdade de campo. A estatstica Kappa (K) um mtodo muito utilizado paraavaliar a concordncia entre a verdade terrestre e o mapa temtico, obtido a partir dainterpretao visual de imagens de satlite. O valor Kappa obtido por meio deequaes e seu resultado comparado a valores existentes em uma tabela quequalifica o mapa temtico nas classes pssima (K