Dados do INMET

índices da umidade relativa, as condições do clima vinculadas às temperaturas também acabam sendo afetadas, visto que o solo em clima mais seco acaba recebendo maior radiação solar, enquanto que em clima mais úmido, a radiação absorvida é menor (FROTA; SCHIFFER, 2007, p. 53-63).

Segundo Frota e Schiffer (2007), a razão disso está relacionada ao fato de que, quanto mais úmido for o ar, maior será a quantidade de partículas suspensas de água, capazes de receber o calor proveniente dos raios solares e, consequentemente, responsáveis por funcionar como uma barreira da radiação que atinge o solo na parte dia, ao passo que também serve de barreira para o calor dissipado pelo solo na parte da noite.

Dessa forma, é possível compreender que, em climas mais úmidos, as temperaturas durante o dia não sofrem muitas variações entre o período diurno e o período noturno devido às partículas de água suspensas, enquanto que em climas mais secos, com maior radiação incidente no solo, a amplitude térmica será maior, visto que durante a noite, a perda de calor armazenado durante o dia será maior (FROTA; SCHIFFER, 2007, p. 53-63).

Além disso, é fundamental citar que, apesar de Presidente Prudente se localizar em uma das porções com menores índices de precipitação do Brasil, quando se leva em conta o planeta Terra como um todo, a quantidade de chuvas na cidade não é necessariamente baixa, pois o território brasileiro, de forma geral, apresenta como característica o fato de ser bastante chuvoso. Outro fator importante é que o regime de chuvas varia significativamente entre os diferentes meses do ano, em que o verão - sobretudo nos meses de dezembro, janeiro e fevereiro - é caracterizado pelos maiores valores, enquanto o inverno apresenta baixa precipitação - sobretudo em julho e agosto -, sendo identificado como um período seco.

Sendo assim, considerando essas três características relacionadas aos tipos climáticos de Köppen-Geiger, é possível observar no Mapa 10 que Presidente Prudente está situada dentro da Zona Tropical de Inverno Seco, definido por verões quentes e chuvosos e invernos amenos e secos.

Se utilizando dos dados obtidos pelo INMET (Instituto Nacional de Meteorologia), é possível compreender os elementos climáticos de Presidente

Mapa 8 - Média Anual de Temperatura no Brasil

Mapa 9 - Precipitação Anual no Brasil

<700 mm 700 - 1000 mm 1000 - 1300 mm 1300 - 1600 mm 1600 - 1900 mm 1900 - 2200 mm 2200 - 2500 mm 2500 - 2800 mm 2800 - 3100 mm >3100 mm Presidente Prudente

<10 ºC 10 - 12 ºC 12 - 14 ºC 14 - 16 ºC 16 - 18 ºC 18 - 20 ºC 20 - 22 ºC 22 - 24 ºC 24 - 26 ºC >26 ºC Presidente Prudente

Mapa 10 - Tipos Climáticos segundo a Classificação de Köppen-Geiger

C - Subtropical Úmido A - Tropical

sem estação seca

Af - sem estação seca

Cfa - com verão quente Am - monção

Cfb - com verão temperado Aw - com inverno seco

com inverno seco

Cwa - e verão quente

Cwb - e verão temperado

Cwc -e verão curto e fresco

com verão seco

Csa - e quente As - com verão seco

B - Seco

semiárido

Bsh - latitude e altitude baixas

Csb - e temperado Presidente Prudente

Fonte: ALVARES et al. (2014), utilizando os critérios de Köppen (1936). Edição pontual do autor.

Prudente com maior especificidade, sendo possível comparar as diferentes variáveis ao longo dos meses e, consequentemente, das quatro estações do ano. Os dados aqui apresentados, além de agregar para a discussão, também estão vinculados ao processo projetual em si, servindo de base para as estratégias bioclimáticas adotadas no desenvolvimento das habitações.

Temperatura e Amplitude Térmica

Como observado no Gráfico 2, a temperatura média em Presidente Prudente varia entre 26,1º C no mês de dezembro e 20,4º C no mês de junho, sendo que o período mais quente está situado entre dezembro e março, com temperaturas máximas próximas ou acima de 31º C, enquanto que o período mais frio se dá entre maio e julho, com temperaturas mínimas próximas ou abaixo de 17º. Nota-se também a diferença dos valores de precipitação ao longo do ano, em que os meses mais chuvosos são dezembro, janeiro e março, com mais de 150 mm de chuva acumulada, ao passo que os meses de julho e agosto possuem baixa pluviosidade, com menos de 40 mm mensais.

Amorim e Cardoso (2014) pontuam que, por estar localizada em uma área de transição climática, a cidade sofre atuação dos sistemas tropicais e extratropicais, em que os primeiros proporcionam elevadas temperaturas na primavera e no verão, enquanto que os segundos trazem frentes frias que ocasionam um inverno com temperaturas mais amenas.

Com a finalidade de abordar a amplitude térmica, foi produzido o Gráfico 3, demonstrando as diferenças de temperaturas diárias nas quatro estações para o ano de 2019: verão (22/12/2018 – 19/03/2019), outono (20/03 – 20/06), inverno (21/06 – 22/09) e primavera (23/09 – 21/12).

No verão, a amplitude térmica diária, isto é, a diferença entre a temperatura máxima e a temperatura mínima durante o dia, é de 7,7 ºC, sendo a menor em relação às outras três estações. Além de possuir pouca variação, esse período é definido por apresentar temperaturas elevadas, entre 22º C e 30º C, onde o momento mais quente do dia é o fim do período vespertino, mais especificamente entre 13h e 16h.

No outono, a amplitude térmica é de 8,7 ºC, possuindo pouca variação de temperatura durante o dia. Esse período é marcado por temperaturas mais amenas, porém ainda quentes, apresentando valores acima de 20º C, com exceção

Gráfico 2 - Climograma de Presidente Prudente (2010 - 2020)

Gráfico 3 - Amplitude Térmica Diária em Presidente Prudente

Fonte: INMET (2010-2020). Elaborado pelo autor;

Fonte: INMET (2018). Elaborado pelo autor;

do período entre 5h e 7h, identificado como o momento mais fresco do dia.

No inverno, a amplitude térmica é de 11,0º C, apresentando a maior variação de temperatura entre as quatro estações, provavelmente devido aos menores índices de umidade devido a baixa pluviosidade. Nessa estação, as temperaturas oscilam entre 17º C e 28º C, tendo os menores índices de temperatura média, sendo que grande parte da madrugada e da manhã constam com temperaturas abaixo de 20º C.

Por último, na primavera, a amplitude térmica é de 9,7º C, também dispondo de relativamente pouca variação de temperatura durante o dia, sendo marcada por temperaturas altas, acima de 20º C, com manhãs mais frescas e tardes mais quentes que o verão. Vale lembrar que de acordo com o Gráfico 3, esse é o período onde a umidade relativa passa a aumentar, caracterizando-se pela transição entre um período mais seco para um período mais úmido.

Umidade Relativa

Uma das características pertinentes ao conforto térmico é a umidade do ar, a qual, considerando o período de 2011 a 2020, varia entre 50% e 71% ao longo do ano, como observado no Gráfico 4. Os meses com maiores taxas de umidade são justamente os situados nas estações de verão, em que o regime de chuvas é maior, caracterizando o período úmido do ano, ao passo que as menores taxas de umidade relativa se encontram no mês de julho, agosto e setembro, caracterizando o inverno seco, já descrito anteriormente.

Sendo assim, para buscar o devido conforto térmico dentro do ambiente construído, é fundamental considerar essa diferença significativa de sazonalidade no que diz respeito à umidade, visto que diretrizes e estratégias para o clima úmido diferem daquelas destinadas ao clima seco. Além disso, vale ressaltar que o Gráfico 4 tem como objetivo exibir uma média da umidade relativa do ar ao longo do ano, mas é necessário pontuar que, segundo os dados obtidos pelo INMET para o mesmo período, os meses do inverno (julho, agosto e setembro) podem chegar a uma umidade relativa diária de menos de 30%, com alguns poucos dias apresentando taxa inferior a 20%. Dessa forma, por mais que o clima de Presidente Prudente seja considerado como úmido, visto que outros locais do planeta apresentam índices de umidade muito mais baixos, o período do inverno requer uma atenção especial no processo projetual.

Gráfico 4 - Umidade Relativa em Presidente Prudente (2010 - 2020)

Fonte: INMET (2010-2020). Elaborado pelo autor;

Gráfico 5 - Velocidade dos Ventos em Presidente Prudente

Fonte: INMET (2018). Elaborado pelo autor;

Ventos

Assim como a temperatura do ar e a umidade relativa, o vento é um dos elementos climáticos mais importantes para o conforto térmico do usuário. Em relação ao ambiente construído, as duas características mais pertinentes são a direção e a velocidade dos ventos, determinados a nível do globo, pela distribuição sazonal das pressões atmosféricas. Como explicam Frota e Schiffer (2007, p. 63), a pressão atmosférica é “a ação exercida pela massa de ar que existe sobre as superfícies”, sendo que os dois hemisférios possuem cintos de alta ou baixa pressão atmosférica, os quais podem ser permanentes ou cíclicos quando há o deslocamento das massas de ar causado pela variação de temperatura, originando, assim, os ventos.

Em Presidente Prudente, a velocidade dos ventos ao longo do ano tem variações consideráveis, como observado no Gráfico 5. Considerando as médias mensais, é possível observar que o período de maior intensidade na ventilação está compreendido nos meses de agosto, setembro e outubro, com valores acima de 2,3 m/s, enquanto o período de menor intensidade se dá entre janeiro e maio, com valores abaixo de 1,9 m/s, sobretudo no outono, mais especificamente em abril e maio, quando a velocidade máxima média atinge índices bem inferiores ao restante dos outros meses.

A direção predominante dos ventos na cidade é predominantemente leste-sudeste, mas é importante ter em mente que há algumas diferenças e peculiaridades em relação a este aspecto tanto em relação às estações do ano, quanto aos períodos do dia (madrugada, manhã, tarde e noite). É possível notar no Gráfico 6, que de forma geral, a maior frequência na direção dos ventos se dá entre os azimutes 75º (leste) e 115º (leste-sudeste), mas que também podem ocorrer em certos momentos vindos de nordeste.

Outro fator relevante é a temperatura relacionada ao deslocamento dessas massas de ar, podendo ser quentes, amenos ou frios. Sendo assim, observa-se no Gráfico 7 que os ventos predominantes tendem a possuir temperatura entre 22º e 24ºC - ou até inferior -, bem como os ventos advindos de sul e sudoeste, porém muito menos frequentes. Os ventos vindos do nordeste, norte e noroeste apresentam temperaturas acima de 24º C, o que pode ser um problema quando a temperatura do ambiente construído é inferior ao entorno, fazendo com que esses ventos prejudiquem o conforto térmico dos usuários.

Gráfico 6 - Características do vento em Presidente Prudente

Fonte: INMET (2018), utilizando o software Climate Consultant. Editado pelo autor;

No verão, a variação da direção predominante dos ventos se dá entre 65º e 115º, ou seja, leste-nordeste, leste e leste-sudeste, em que a temperatura atrelada aos ventos apresenta, em média, valores acima de 24º C. Porém, apesar de serem caracterizados como quentes, as temperaturas máximas diárias costumam passar de 30º C, o que torna a ventilação nesse período um elemento fundamental para proporcionar o devido conforto térmico.

No outono, a variação da direção predominante dos ventos se dá entre 95º e 125º, ou seja, leste e leste-sudeste, sobretudo no azimute 110º, com pouquíssima frequência nas outras direções. É necessário pontuar que, na direção predominante, as temperaturas relacionadas aos ventos apresentam valores abaixo de 22º C, sendo um fator significativo para proporcionar uma boa ventilação durante o dia, sobretudo no período vespertino. Pontua-se também, que é importante ter cautela durante o mês de junho - próximo ao Solstício de Inverno - no período matutino, em que a ventilação pode causar desconforto por frio nos usuários.

No inverno, a variação da direção predominante dos ventos se dá entre 65º e 125º, ou seja, leste-nordeste, leste e leste-sudeste, com maior frequência no azimute 80º e 110º. Esse período do ano pode causar considerável desconforto térmico por frio, mesmo que por um curto tempo, sendo pertinente considerar que a ventilação pode atrapalhar ao invés de auxiliar, sobretudo no leste-sudeste, onde a temperatura atrelada aos ventos possui valores menores que 22º C.

Na primavera, a variação da direção predominante dos ventos se dá entre 95º e 115º, ou seja, leste-sudeste, em que a média de temperatura relacionada à ventilação apresenta valores entre 22º C e 24º C, os únicos quando comparados ao restante das outras direções. Nesse período do ano, o desconforto por calor volta a se mostrar mais evidente, sendo pertinente considerar a ventilação como uma estratégia bioclimática a fim de proporcionar maior conforto ambiental, ainda mais considerando que é nesse período que os índices de velocidade dos ventos apresentam os maiores valores médios do ano.

Considerando os diferentes períodos do dia, como visto no Gráfico 8, é possível notar como a ventilação pode ter grandes variações ao longo de um mesmo dia, seja pela umidade relativa, pela temperatura atrelada à ventilação, pela velocidade dos ventos ou pela própria direção predominante. Como a ventilação passiva se apresenta como uma estratégia bioclimática fundamental - como visto no Capítulo 7 -, aproveitar das nuances proporcionadas pelos elementos climáticos e considerar essas variações podem agregar muito para o processo projetual em si. 94

Gráfico 7 - Características do vento em diferentes estações

Fonte: INMET (2018), utilizando o software Climate Consultant. Editado pelo autor;

Nota-se, portanto, que:

1. durante a madrugada (00h-06h), a direção predominante dos ventos é leste-sudeste e a temperatura média relacionada à ventilação apresenta valores abaixo de 24º C, além dos maiores índices de umidade relativa do dia, bem como as maiores velocidades dos ventos.

2. durante a manhã (06h-12h), as direções predominantes dos ventos são leste-sudeste e leste, com temperatura média relacionada à ventilação com valores entre 22º C e 24º C ou abaixo de 22º C, ou seja, mais amenos.

Além disso, os ventos vindos de nordeste - menos frequentes - apresentam temperatura acima de 24º C, sendo, portanto, um pouco mais quentes;

3. durante a tarde (12h-18h), há grande variação nas direções predominantes, com temperatura média relacionada à ventilação maior que 24º C em qualquer um dos sentidos;

4. e durante a noite (18h-00h), a direção predominante dos ventos volta a ser leste-sudeste, com temperatura média relacionada à ventilação entre 22º e 24º C, com destaque para uma maior velocidade dos ventos também no leste-sudeste.

Sol

Frota e Schiffer (2007) explicam que a carta solar pode ser utilizada como ferramenta de representação gráfica, servindo de base para a observação da trajetória solar em diferentes períodos do ano. Sendo assim, a carta solar inclui (1) os ângulos do sistema de coordenadas horizontal (azimute) para seja possível se localizar em relação ao norte, sul, leste ou oeste, (2) o ângulo de altitude do sol em relação à superfície de acordo com as datas durante o ano e (3) o horário onde o sol se posiciona em um momento específico. Esse parâmetro de análise para traçar a correlação entre o espaço edificado com o conforto térmico e conforto luminoso, afetados diretamente pela alteração de posicionamento solar ao longo do ano. Para Presidente Prudente (22º 07’ 33’’ S; 51º 23’ 20’’ O), foi utilizada a carta solar de latitude 22º Sul, longitude 51º Oeste, fuso horário UTC -3, sem considerar um possível horário de verão, como observado na Figura 3.

Nota-se que no Solstício de Verão (21 de dezembro), o dia é mais longo, o sol das 12h tem ângulo de altitude aproximado de 85º, isto é, se encontra quase a pino e, consequentemente, projeta pouquíssima sombra, ao contrário do Solstício 96

Gráfico 8 - Características do vento em diferentes horários

Fonte: INMET (2018), utilizando o software Climate Consultant. Editado pelo autor;

de Inverno (21 de junho), quando o dia é mais curto, o sol das 12h tem ângulo de altitude aproximado de 44º, ou seja, promove significativamente o sombreamento das superfícies. Nos Equinócios (19/20 de março e 22/23 de setembro), o dia possui aproximadamente 12 horas e 8 minutos de luz solar, com ângulo de altitude aproximado de 66º, servindo como um meio termo para a análise da carta solar.

A radiação incidente é um elemento climático diretamente relacionado ao sol e sua trajetória ao longo do ano, geralmente medido em Wh/m², ou seja, uma medida de energia relacionada ao tempo, em função da área de uma superfície. De acordo com Frota e Schiffer (2007) a radiação solar pode ser entendida como sendo uma energia eletromagnética, de onda curta, que atinge a Terra e distribui a temperatura pelo globo, após ser moderadamente absorvida pela atmosfera, em que a quantidade de radiação incidente pode variar de acordo com a época do ano e a latitude.

Um fator que relaciona arquitetura e radiação é a topografia (e em menor grau, o revestimento do solo), afetando a incidência de radiação recebida, sobretudo em relevos mais acidentados (FROTA; SCHIFFER, 2007, p. 53). Com isso, considerando o local de estudo em questão, um terreno com declividade voltada para norte irá receber muito mais radiação do que um terreno com declividade voltada para sul, afetando diretamente a temperatura de superfície do entorno, por exemplo, sendo um aspecto a ser levado em conta no processo projetual, dependendo das características do sítio.

Iluminação e Nebulosidade

A iluminação natural se dá pela radiação eletromagnética fornecida pelo sol, variando durante o dia devido a trajetória desse corpo celeste, podendo ser analisada de duas formas: pela irradiância normal direta, em que a superfície se encontra perpendicular ao sol, ou pela irradiância horizontal global, em que, além de considerar a luz direta, leva em conta a radiação celestial difusa espalhada pela atmosfera terrestre.

Como observado no Gráfico 9, tanto a iluminação pela irradiância normal direta, quanto pela irradiação horizontal global, apresentam diferentes valores ao longo do ano devido a fatores como o movimento aparente do sol, a influência da latitude e o eixo de rotação da Terra e a nebulosidade, por exemplo. Isto faz com que o período do verão e fim da primavera tenham os maiores índices de

Figura 3 - Carta Solar para Presidente Prudente (22º S, 51º O)

Fonte: MARSH, Andrew J. (2014). Disponível em: <http://andrewmarsh.com/apps/releases/sunpath2d. html>. Editado pelo autor (2021);

iluminância - com destaque para novembro -, enquanto o período do inverno e fim do outono tenham os menores - com destaque para junho.

Essa característica proporcionada pelo sol afeta diretamente o conforto luminoso, visto que a quantidade de luz natural dentro do ambiente está diretamente relacionada à quantidade de luz externa. Sendo assim, é fundamental compreender que é possível proporcionar maior iluminação no ambiente construído de outubro à março do que no período de abril à setembro, mesmo que essa diferença não seja necessariamente tão significativa, como em locais situados nas altas latitudes (acima do Trópico de Câncer ou abaixo do Trópico de Capricórnio, por exemplo).

O elemento climático que mais afeta o fornecimento de iluminação natural durante o dia é a nebulosidade, em que “se for suficientemente espessa e ocupar a maior parte do céu, pode formar uma barreira que impede a penetração significativa da radiação solar direta” (Frota; Schiffer, 2007, p. 63), afetando consequentemente a irradiação global horizontal. Observando o Gráfico 10, podese notar que a porcentagem de nebulosidade está diretamente relacionada à precipitação, sendo maior nos períodos de maior chuva (dezembro, janeiro e fevereiro) e menor nos períodos mais secos (julho e agosto).

Gráfico 9 - Iluminação Natural em Presidente Prudente

Gráfico 10 - Nebulosidade em Presidente Prudente

Fonte: INMET (2018), utilizando o software Climate Consultant. Editado pelo autor;

Fonte: INMET (2018). Elaborado pelo autor.