climatologia e controle ambiental: conservaÇÃo de … · estudo de caso museu mariano procópio...
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Antonio Carlos dos Santos Oliveira Msc. em Arquitetura – PROARQ - UFRJ
Climatologista – UERJ Bsc. Museologia - UNIRIO
Tec. em Meteorologia – CEFET-RJ
[email protected] tel 21-95913881
CLIMATOLOGIA E CONTROLE AMBIENTAL: CONSERVAÇÃO DE BENS CULTURAIS
Biblioteca Nacional-COP
O PROBLEMA: Um grande problema enfrentado pelos países em desenvolvimento é a construção de políticas para a preservação e conservação de acervos cultuais em edifícios tombados. As instituições necessitam de equipamentos e metodologias específicas para cada caso. É necessário uma sistematização da análise de dados ambientais para tomada de decisão e controle.
CLIMATOLOGIA E CONTROLE AMBIENTAL: CONSERVAÇÃO DE BENS CULTURAIS
Biblioteca Nacional-COP
Dados meteorológicos que afetam a edificação. Temperatura Umidade Vento Precipitantes (CHUVAS, GRANIZOS etc.) Rede meteorológica INMET/INPE para coleta de dados
CLIMATOLOGIA E CONTROLE AMBIENTAL: CONSERVAÇÃO DE BENS CULTURAIS
Biblioteca Nacional-COP
Escala meteorológicas e tempoMês Dia Hora
100km Furacões;
Frentes
40Km Nebulosidade,Jato em altitude
Nebulosidade, Precipatação.
20Km Pancadas deChuva etrovoadas
Nebulosidade Convectiva;
Pancadas de Chuva e trovoadas;Rajadas de vento
2Km Pancadas deChuva etrovoadas
Precipitação, trovoadas; Rajadade vento; Brisa; Poeira; Fumaça;Nevoeiro;
CLIMATOLOGIA E CONTROLE AMBIENTAL: CONSERVAÇÃO DE BENS CULTURAIS
Biblioteca Nacional-COP
Temperaturas INMET
CLIMATOLOGIA E CONTROLE AMBIENTAL: CONSERVAÇÃO DE BENS CULTURAIS
Biblioteca Nacional-COP
Temperaturas INMET
O sistema de climatização deverá alcançar uma temperatura média entre 24,5ºC e 25,0ºC
CLIMATOLOGIA E CONTROLE AMBIENTAL: CONSERVAÇÃO DE BENS CULTURAIS
Biblioteca Nacional-COP
IMAGEM DE SATÉLITE
ESTAÇÕES METEOROLÓGICAS
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As flutuações da atmosfera são
previsíveis?
Em que escala de tempo?
PREVISÃO DE TEMPO
Previsão de Tempo
Prazos: de 1 h a 15 dias
Sistematização da Previsão do Tempo
Invenção do Radar
Sondagens atmosféricas
Descobrimento da circulação dos altos níveis
Teorias sobre movimento e evolução
Segunda Guerra
1950s
• Radar Meteorológico
• Primeiros computadores
• Primeiros modelos atmosféricos
1960-1970s
• Satélite Meteorológico
• Desenvolvimento de melhores modelos dinâmicos
Representação aritmética aproximada das equações
matemáticas que regem os movimentos da atmosfera e
suas interações com a superfície terrestre
MODELAGEM NUMÉRICA
PREVISÃO DE TEMPO (após 1994 - Brasil)
DADOS DE TODO O GLOBO
28 níveis
verticais 1º
lat 1º long
100 km
100 km
Modelo Atmosférico Global para Previsão de Tempo:
Interações laterais
Interações com a superfície
Número de elementos:
400 x 200 x 28 x 7= 15,9 milhões E-W N-S Vertical
Calcula-se para cada um destes volumes:
Temperatura, umidade, direção e velocidade
do vento, altura geopotencial.
Domínio Geográfico
Código computacional (centenas de milhares de linhas de código) que representa aproximações
numéricas de equações matemáticas, equações estas representativas das Leis Físicas que regem os
movimentos da atmosfera e as interações com a superfície; o cálculo é feito para até 10 dias de
previsão.
Sistema de equações em coordenada
0ηη. ηη
.
Fp
p
TRfkη
p
η
p
ηη
p
η
p
t
vdvvvvv
p
p
TRvd
0p
T
dt
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0
pdp
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0η
pηηη
pv
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t
ps
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η
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p
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Momento
Hidrost
Termod
Continuidade
Mov Vert
Sqdt
dq '
Supercomputadores
NEC SX-6
NEC SX-4
16 bilhões de contas por segundo
768 bilhões de
contas por segundo
Previsão Global • Brasil
• Canadá
• EUA
• Alemanha
• França
• Inglaterra
• Austrália
• Japão
• Rússia
• China
• Índia
Previsão Regional
• Brasil
• Canadá
• EUA
• Argentina
• Alemanha
• França
• Inglaterra
• Austrália
• Japão
• México
• Rússia
• China
• Índia
• Itália
• Espanha
• Iugoslávia
• Bulgária
• África do Sul
• Israel
• Singapura
• Escandinávia
• Malásia
• Coréia do Sul
Países do Mundo com sistemas
de Previsão Numérica de Tempo
Previsão de chuva
Modelo Global - 100 km Modelo Global - 75 km
2003-SX6
20 km
20 k
m
Evolução da Resolução do Modelo Regional do CPTEC
Previsão de chuva
Modelo Regional - 20- km
Previsão de Altíssima Resolução Espacial
Angra dos Reis - Dezembro de 2002
Eta-10 km – Previsão de 24h
Só no Rio de Janeiro tivemos grandes desastres recentes...
2010 © Nicholas Serrano/AE
2010 © Danielle Viana/AE
Angra dos Reis; ano novo 2009-2010.
Só no Rio de Janeiro tivemos grandes desastres recentes...
Região Serrana do RJ Janeiro de 2011.
Resultado de complexas interações entre diversos
subsistemas
Divulgação para
Usuários
ELABORAÇÃO DA PREVISÃO DE TEMPO
Limitações da Previsão de Tempo
Sistemas de escala pequena
Sistemas de desenvolvimento
rápido
Nível de detalhamento espacial
e temporal
Prazo
Intensidade dos fenômenos
Tipos de fenômenos/épocas do ano/região
Previsão
Climática
Sazonal
com
Modelos
Globais
• Brasil
• Canadá
• EUA
• Alemanha
• França
• Inglaterra
• Austrália
• Japão
Simulação
Numérica de
Mudanças
Climáticas
Futuras
e Passadas
• Canadá
• EUA
• Alemanha
• França
• Inglaterra
• Austrália
• Japão
• Brasil (2003)
Países do Mundo com sistemas de
Previsão Numérica de Clima e Mudanças Globais
Aquecimento por radiação
TEMPERATURA. É a quantidade de calor que existe no ar. Ela é medida pelo termômetro meteorológico, que é diferente do termômetro clínico. A diferença entre a maior e a menor temperatura chama-se amplitude térmica.
Temperatura externa
Estável Temperatura máxima do dia variando menos do que 2C emrelação ao dia anterior
Declínio Temperatura máxima do dia caindo entre 2C e 5C em relação aodia anterior
Acentuadodeclínio
Temperatura máxima do dia caindo mais do que 5C em relação aodia anterior
Elevação Temperatura máxima do dia subindo entre 2C e 5C em relação aodia anterior
Acentuadaelevação
Temperatura máxima do dia subindo mais do que 5C em relaçãoao dia anterior
UMIDADE DO AR É a quantidade de vapor de água contida na atmosfera. Ao subirem para a atmosfera, as gotículas de água se concentram, formando nuvens, ao se resfriar, a água se precipita, em forma de chuva, por isso, a chuva é um tipo de precipitação de água chamado de precipitação pluvial, o instrumento que mede a umidade do ar é o higrotermômetro e o que registra é o higrotermógrafo.
Umidade externa
Estável Umidade máxima do dia variando menos do que 10%em relação ao dia anterior
Declínio Umidade máxima do dia caindo entre 10% e 20% emrelação ao dia anterior
Acentuadodeclínio
Umidade máxima do dia caindo mais do que 20% emrelação ao dia anterior
Elevação Umidade máxima do dia subindo entre 10% e 20% emrelação ao dia anterior
Acentuadaelevação
Umidade máxima do dia subindo mais do que 20% emrelação ao dia anterior
Classificação das chuvas:
Chuvisco Precipitação cuja intensidade é
inapreciável (menor do que 0,2mm/h)
Aumento de umidade nas
paredes.
Chuva
leve
Precipitação cuja intensidade é
menor do que 4,9 mm/h
Aumento de umidade nas
paredes.
Chuva
moderada
Precipitação cuja intensidade está
compreendida entre 5,0 mm/h e24,9 mm/h.
Aumento de umidade nas
paredes.
Chuva
intensa
Precipitação cuja intensidade está
compreendida entre 25,0 mm/h e49,9 mm/h
Possibilidade de infiltração de
água.
Chuva
muito forte
Precipitação cuja intensidade é
maior do que 50,0 mm/h
Possibilidade de infiltração de
água e enchente.
Prognóstico meteorológico e açãoPROGNÓSTICO SITUAÇÃO SOLUÇÃO Chuva forte Infiltração ou
inundaçãoIsolamento das áreassensíveis
vento forte Destelhamento,janelasquebradas
Proteção de portas ejanelas com tapumes,proteção de telhados
Análise do edifício
Categorias itens Alvo Alvos Principais
1 Ambientes 1.1 Paredes;1.2 Ventilação;
1.3 Piso;
1.4 Aberturas;
1.5 Cor;
1.6 Ar Condicionado;1.7 Desumidificadores;
1.8 Iluminação Artificial;
1.9 Fontes de calor.
Adequar ambiente paradiminuir consumo energético.
Gestão de energia;Gestão da manutenção do
ambiente;
Renovação do ar;
2 Edifício 2.1 Morfologia;
2.2 Espacialidade.
Determinar zoneamento
microclimático.
Determinar as áreas de
acervo.
3 Local
(externo)
3.1 Condições Ambientais;
3.2 Sombreamento;
3.3 Iluminação Natural.
Determinar Climatologia do
entorno
Prognosticar entrada de
umidade excessiva.
4 Usuários 4.1 Técnicos (temporários);
4.2 Técnicos (permanentes);
4.3 Pesquisador;
4.4 Visitante.
Quantificar número possível
de pessoas e horários de
entrada nos ambientes
Conforto higrotérmico;
Conforto Lumínico
5 Acervo 5.1 Reserva técnica, salas de
exposições e ambientações;
Adequar os ambientes para
variações mínimas dos
parâmetros
Diminuir o Impacto
higrotérmico; Dimnuir o
lumínico
Aquecimento por radiação
Análise espacial
Análise Climática interna Para diagnostico do ambiente deve-se realizar leitura em todos os pontos do ambiente, calcular os desvios padrões dos parâmetros. A coleta deverá ser feita em cada pavimento de edifício.
Análise espacial
Análise espacial
Análise Climática interna Estudo de Caso Museu Mariano Procópio
RESERVAS TÉCNICAS / EXPOSIÇÃOProbabilidade
ClimáticasANALISE Proposta
Umidade Externa >
Umidade Interna
Edifício sofrerá aumento de
umidade
Intensificação daVentilação mecânica/ Refrigeração
Umidade Externa =
Umidade Interna Edifício em equilíbrio
Manutenção da ventilação/
Refrigeração
Umidade Externa <
Umidade Interna Edifício em equilíbrio
Desligar a ventilação / DiminuirRefrigeração
Análise espacial Análise Climática interna Estudo de Caso Museu Mariano Procópio
Controle de temperatura e umidade para o Museu Mariano Procópio
Níveis de umidaderelativa recomendadas
de acordo com os
diferentes tipos de
materiais
Temperat
ura ºCVariação Umidade %
Variação
máxima
possível
Couro 24 +-4 60% a 70% +-5%
Metais 24 +-4 50% a 60% +-10%
Madeira pintada 24 +-4 60% a 70% +-10%
Cerâmica 24 +-4 20% a 70% +-10%
Espécimes de ciências 24 +-4 40% a 70% +-10%
Têxtil, vestuário 24 +-4 40% a 60% +-5%
Papel, 24 +-4 45% a 65% +-5%
Pintura sobre tela 24 +-4 55% a 65% +-5%
Fotografias, microfilme 22 +-2 40% a 50% +-5%
Análise espacial
Análise espacial
Análise espacial
Com a climatização aumenta-se a expectativa de conservação do acervo em 7 anos.
Análise espacial
Mantendo o sistema de ar condicionando acionado 24h diminui a possibilidade de formação de fungo. Pelas características do ambiente não é necessário utilizar equipamentos de desumidificação.
Análise espacial
Mantendo o sistema de ar condicionando acionado 24h diminui a possibilidade de formação de fungo. Pelas características do ambiente não é necessário utilizar equipamentos de desumidificação.
Sistema de Monitoramento Contínuo de Temperatura e Umidade
Fluxo de todos os ambientes monitorados
COMIC
CARTOGRAFIA E
MANUSCRITO
ICONOGAFIA
OBRAS RARAS
DIOGE
PERIÓDICOS
LAB
RESTAURAÇÃO
LAB COP
SITRAD
ACUMULADOR
DE DADOS
ACERVOSEGU
ANÁLISE DE FUNGO
DESUMIDIFICAÇÃO
TRANSPORTE DE
ACERVO
E SEGURANÇA
RELATÓRIOS
GRÁFICOS
E TEXTO
RELATÓRIOS
DE
CONSERVAÇÃO
ACESSO VIA REDE
BIBLIOTECA NACIONAL
S
E
N
S
O
R
E
S
SITRAD
SITRAD
SITRAD + SEGURANÇA DE ACERVO