Modelação 3D e Ecologia

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Resumo O conhecimento da dinâmica das sombras de uma área, podendo ser possível interpretar e analisar quais as áreas mais sombrias e vice-versa tal como o conhecimento de alguns aspectos do clima solar, como o caso do Sky View Factor em conjunto com certos aspectos do clima eólico, como o caso das áreas de conforto e desconforto perante os limiares de velocidade de vento ou a distribuição de poluentes. Todos estes aspectos analisados em conjunto permitem traçar um perfil climático sobre determinada área e assim dar um importante apoio a decisões sobre a utilização e planeamento do espaço urbano com vista a melhorar as condições de habitabilidade desses espaços. Palavras-chave: RayMan, Sombras, Radiação Solar, Sky View Factor, ENVI-met, e Vento Introdução Com este relatório pretende-se expor, com o auxílio do software Rayman e do software ENVI-met, alguns dos principais aspectos do clima solar e eólico de um determinado espaço urbano, neste caso, o bairro da Horta Nova em Telheiras (Norte de Lisboa). Muitos dos parâmetros do clima solar e eólico são afectados pela morfologia natural ou artificial de uma área, tanto a uma mesoescala como a uma microescala (Andreas Matzarakis et al., 2006). Através da elaboração de modelos de sombras para a área em estudo, neste caso, em microescala, como da modelação do clima eólico, através dos diagramas solares para os Solstícios e Equinócios a várias horas do dia em diferentes localizações do bairro, pretende-se mostrar como é que a morfologia artificial da área em estudo afecta a dinâmica das sombras e o clima solar da área em estudo. Também, com a elaboração de modelos para a velocidade de vento para a área de trabalho pretende-se ilustrar de que forma a morfologia artificial da área condiciona os níveis de conforto mecânico (capacidade de movimentação dos peões) e a distribuição de poluentes pelo bairro da Horta Nova. Escala de Clima Urbano utilizada Um dos aspectos mais importantes na compreensão do clima urbano, quer em termos teóricos, quer aplicados, é o da sua escala (dimensão temporal e espacial típica) (Andrade, 2003).

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Page 1: Modelação 3D e Ecologia

Resumo

O conhecimento da dinâmica das

sombras de uma área, podendo ser

possível interpretar e analisar quais as

áreas mais sombrias e vice-versa tal

como o conhecimento de alguns

aspectos do clima solar, como o caso do

Sky View Factor em conjunto com

certos aspectos do clima eólico, como o

caso das áreas de conforto e desconforto

perante os limiares de velocidade de

vento ou a distribuição de poluentes.

Todos estes aspectos analisados em

conjunto permitem traçar um perfil

climático sobre determinada área e

assim dar um importante apoio a

decisões sobre a utilização e

planeamento do espaço urbano com

vista a melhorar as condições de

habitabilidade desses espaços.

Palavras-chave: RayMan, Sombras,

Radiação Solar, Sky View Factor,

ENVI-met, e Vento

Introdução

Com este relatório pretende-se expor,

com o auxílio do software Rayman e do

software ENVI-met, alguns dos

principais aspectos do clima solar e

eólico de um determinado espaço

urbano, neste caso, o bairro da Horta

Nova em Telheiras (Norte de Lisboa).

Muitos dos parâmetros do clima solar e

eólico são afectados pela morfologia

natural ou artificial de uma área, tanto a

uma mesoescala como a uma

microescala (Andreas Matzarakis et al.,

2006).

Através da elaboração de modelos de

sombras para a área em estudo, neste

caso, em microescala, como da

modelação do clima eólico, através dos

diagramas solares para os Solstícios e

Equinócios a várias horas do dia em

diferentes localizações do bairro,

pretende-se mostrar como é que a

morfologia artificial da área em estudo

afecta a dinâmica das sombras e o clima

solar da área em estudo. Também, com

a elaboração de modelos para a

velocidade de vento para a área de

trabalho pretende-se ilustrar de que

forma a morfologia artificial da área

condiciona os níveis de conforto

mecânico (capacidade de movimentação

dos peões) e a distribuição de poluentes

pelo bairro da Horta Nova.

Escala de Clima Urbano

utilizada

Um dos aspectos mais importantes na

compreensão do clima urbano, quer em

termos teóricos, quer aplicados, é o da

sua escala (dimensão temporal e

espacial típica) (Andrade, 2003).

Page 2: Modelação 3D e Ecologia

Devido ao facto de que os fenómenos

atmosféricos são, por natureza,

contínuos, existe uma série de divisões

em categorias dos mesmos, podendo,

então, ser definidas 3 categorias

principais: Fenómenos de microescala

(dimensão típica até 2km de extensão),

mesoscala (2 a 2000 km) e macroescala

(> 2000 km). A grande amplitude

dessas classes leva a considerar várias

subdivisões (Wanner e Filiger, 1989,

cit. em Andrade, 2003). No caso de um

estudo sobre o clima urbano podemos

distinguir 3 escalas fundamentais: A

diferenciação térmica entre o parque e a

área urbana envolvente corresponde à

escala local; os factores exteriores ao

parque têm um carácter de mesoescala,

enquanto a diferenciação térmica no

interior do espaço verde é de

microescala (Spronken-Smith et al.,

2000, cit. em Andrade, 2003).

Enquadramento da área de estudo

A área de estudo, designadamente, o bairro da Horta Nova é uma área localizada a

Norte de Lisboa, mais precisamente, na freguesia de Carnide. Esta é uma área,

maioritariamente, urbana composta por prédios com alturas que variam entre os 12m e

os 18m. Esta área apresenta uma geometria única na medida em que os prédios têm a

forma da letra U e estão orientados de forma a cerrar uma área interior onde se encontra

um campo de futebol, como se pode ver na figura número 1.

No que se concerne ao clima, de uma foram muito geral, esta é uma área que apresenta

as temperaturas típicas da região de Lisboa e é uma área onde não existem grandes

alterações no que se concerne à velocidade do vento (Alcoforado et al., 2004).

Page 3: Modelação 3D e Ecologia

Figura número 1 – Enquadramento da área de estudo - bairro da Horta Nova

Fontes: ESRI Data e Maps (1999) e Google Earth, 2009

Modelação de sombras e análise do clima solar no bairro da Horta

Nova em Telheiras.

Com o auxílio do software RayMan, foi possível modelar as sombras dos prédios da

área de estudo para as várias horas do dia. Neste caso, modelou-se as sombras para os

dois solstícios, 21 de Dezembro e 21 de Junho e o primeiro equinócio, dia 21 de Março.

Nas figuras abaixo estão representadas as sombras dos prédios da área em estudo para

as 3 datas referidas. Também foram elaborados os diagramas solares das 3 datas para a

área em estudo com base em 5 localizações diferentes do bairro e a várias alturas,

nomeadamente, à altura do solo, aos 3m (1º andar), 9m (3º andar) e aos 15m (5º andar).

Page 4: Modelação 3D e Ecologia

Sequência de imagens número 1 – Dinâmica das sombras no dia 21 de Dezembro para a área de estudo.

Ordem: 1ª – 10h; 2ª – 12h; 3ª – 14H; 4ª – 16h; 5ª – 17h.

Para a modelação das sombras do solstício de Inverno, retiraram-se todas as árvores do

ficheiro vectorial de obstáculos de input, uma vez que as árvores da área em estudo são

de folha caduca, nomeadamente, choupos e plátanos que, durante esta altura do ano, não

apresentam folhas e, por consequente, não afectam a dinâmica das sombras do bairro.

Como se pode ver pela sequência de imagens número 1, é entre as 12h e as 16h que a

área de estudo se encontra menos sombria. A partir das 16h as sombras dos edifícios

cobrem uma vasta área do bairro, sendo que a zona central do bairro é a mais sombria

como se pode constatar pelas últimas 2 imagens da sequência de imagens. Este facto

deve-se, na sua maioria, à geometria do bairro e à disposição dos prédios que envolvem

a zona central do bairro. A altura dos edifícios deste bairro varia entre os 12m e os 18m,

sendo que os 2 prédios de dimensão maior dispostos mais a Sul são os mais altos, facto

este que faz com que às 10h (1ª imagem da sequência) a zona central do bairro esteja

toda coberta pelas sombras de um desses prédios, neste caso, o central.

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Sequência de imagens número 2 – Dinâmica das sombras no dia 21 de Junho para a área de estudo.

Ordem: 1ª – 10h; 2ª – 12h; 3ª – 14H; 4ª – 16h; 5ª – 18h; 6ª – 19.30h.

Ao dia 21 de Junho (solstício de Verão) pelas 10h, nota-se que são as paredes viradas a

Noroeste que apresentam a maior parte das sombras. Entre as 12h (altura meridiana

máxima) e as 16h não se notam grandes contrastes ao nível das sombras dos prédios da

área em estudo, uma vez que o sol está numa altura meridiana elevada. Ao contrário do

primeiro solstício, a área mais sombria do bairro em estudo já não é a zona central, mas

sim, a área entre os 2 prédios de maior altura e dimensão como se denota,

principalmente, a partir das 18h.

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Sequência de imagens número 3 – Dinâmica das sombras no dia 21 de Março para a área de estudo.

Ordem: 1ª – 10h; 2ª – 12h; 3ª – 14H; 4ª – 16h; 5ª – 18h.

A dinâmica das sombras dos prédios para a área em estudo na data do primeiro

equinócio é algo semelhante à dinâmica das sombras da situação anterior (dia 21 de

Junho). Como é sabido, aquando dos equinócios o dia tem a mesma duração que a noite,

o que significa que há um período de radiação solar de 12h, daí o facto de entre as 12h e

as 16h, as sombras dos prédios não serem vastas, uma vez que o sol se mantêm numa

altura meridiana elevada por algumas horas. É possível ver na sequência de imagens

acima (1ª e 5ª imagem) que a área mais sombria do bairro é, tal como no dia 21 de

Junho, a área entre os dois prédio de maior dimensão e altura.

Sky View Factor (SVF)

De acordo com Hugo Vieira e João

Vasconcelos (2004), o Sky View Factor

expressa a relação entre a radiação

recebida por uma superfície planar e a

recebida pelo ambiente hemisférico

radiante e é, normalmente, usado nas

florestas, estradas e em climatologia

urbana de forma a caracterizar as

propriedades radiativas. Se a totalidade

do hemisfério é visível o, SVF é igual a

1, sendo que a obstrução visual do céu é

nula e a exposição à radiação solar é

directa, sem a presença de nuvens.

Quando existem obstáculos que ocultam

o hemisfério, o SFV é reduzido

(chegando ao valor de 0 se o céu estiver

completamente obstruído), dependendo

da posição dos obstáculos, o sol pode

ser dissimulado na sua trajectória.

Nas áreas urbanos, como é o caso da

área em estudo, o valor do SVF

depende, principalmente, da forte

presença de edifícios e da geometria dos

mesmos. O aumento da ocultação do

hemisfério leva a menores valores de

SFV o que tem uma grande importância

no balanço radiativo do solo. O estudo

do SFV é importante aquando do estudo

do clima urbano mas é,

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maioritariamente, utilizado em estudos

de microescala e em áreas restritas,

como no caso da área de estudo. No

caso do software utilizado para a análise

do SFV neste trabalho, o software

RayMan, este permite com que o

utilizador represente graficamente o

hemisfério celestial e os obstáculos,

usando um sistema de vectores onde os

edifícios e as árvores podem ser

desenhados. Estes obstáculos são

projectados no diagrama solar de forma

a calcular o SVF e a trajectória do sol,

como se podem ver nas sequências de

imagens seguintes.

O software RayMan permite elaborar outputs do horizonte (natural ou artificial) com

base no SVF. Este é um aspecto muito importante e a ter em conta ao modelar o clima

de uma área urbana como o caso do bairro em estudo, uma vez que, para se adquirir

informação sobre o conforto térmico ou as condições térmicas bioclimáticas, tanto em

ambientes simples como complexos, o conhecimento da duração da luz do sol e dos

fluxos de radiação de ondas de tamanho curto é necessário (Andreas Matzarakis

et al.,

2006). Assim sendo, com base nos obstáculos desenhados a priori no software foi

possível calcular o SVF para 5 localizações na área em estudo a 5 alturas diferentes de

forma a estabelecer as diferenças de SVF entre as respectivas localizações e alturas.

Figura número 2 – Localização do ponto central para a modelação do SVF para o primeiro modelo.

Page 8: Modelação 3D e Ecologia

Sequência de imagens número 4 – Outputs resultantes da modelação do Sky View Factor para a

localização do primeiro ponto, no dia 21 de Junho (Solstício de Verão). Ordem: 1ª - à altura do solo; 2ª -

aos 3m; 3ª - aos 12m; 4ª - aos 15m.

Sequência de imagens número 5 - Outputs resultantes da modelação do Sky View Factor para a

localização do primeiro ponto, no dia 21 de Março (1º equinócio). Ordem: 1ª - à altura do solo; 2ª - aos

9m; 3ª - aos 15m.

Figura número 3 – Localização do ponto central para a modelação do SVF para o segundo modelo.

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Sequência de imagens número 6 - Outputs resultantes da modelação do Sky View Factor para a

localização do segundo ponto, no dia 21 de Junho (solstício de Verão). Ordem: 1ª - à altura do solo; 2ª -

aos 3m; 3ª - aos 9m; 4ª - aos 18m.

Sequência de imagens número 7 - Outputs resultantes da modelação do Sky View Factor para a

localização do segundo ponto, no dia 21 de Março (1º Equinócio). Ordem: 1ª - à altura do solo; 2ª - aos

9m; 3ª - aos 18m.

Page 10: Modelação 3D e Ecologia

Figura número 4 – Localização do ponto central para a modelação do SVF para o terceiro modelo.

Sequência de imagens número 8 - Outputs resultantes da modelação do Sky View Factor para a

localização do terceiro ponto, no dia 21 de Junho (Solstício de verão). Ordem: 1ª - à altura do solo; 2ª -

aos 9m; 3ª - aos 15m.

Sequência de imagens número 9 - Outputs resultantes da modelação do Sky View Factor para a

localização do terceiro ponto, no dia 21 de Março (1º Equinócio). Ordem: 1ª - à altura do solo; 2ª - aos

9m; 3ª - aos 15m.

Como se pode ver pela sequência de imagens número 4, ao nível do solo (0m) o valor

do SVF é de 0.673, como se pode constatar pela tabela de dados e índices resultante, a

título de exemplo, deste primeiro modelo, presente nos anexos na figura10. Este valor

de SVF significa que obstrução visual do céu não é elevada a esta altura e a esta

localização, como se pode ver pelo desenho do bairro, esta área está no centro do bairro

Page 11: Modelação 3D e Ecologia

onde a envolvência dos prédios é baixa. Este valor de SVF também significa que a esta

altura e localização o arrefecimento é médio, uma vez que esta localização tem um

período de exposição ao sol de cerca de 10h.

O SVF a uma altura de 15m para a mesma localização é superior ao anterior, atingindo

um valor próximo de 1 (0.966). Este valor significa que a esta altura há um maior

período de exposição aos fluxos de radiação solar, aproximadamente, o dia inteiro, o

que, por outro lado, provoca um forte arrefecimento do dia para a noite devido à perca

de radiação infravermelha que se dá em período nocturno.

Continuando com a análise dos diagramas solares e do factor SVF, agora para o ponto 2

localizado entre os dois prédios de maior dimensão, os valores do SVF foram de 0.319

ao nível do solo, às 10h e à data do Solstício de Verão (os valores para o Equinócio são

iguais), indicando que esta é uma área caracterizada por um arrefecimento fraco, uma

vez que há um baixo número de horas de insolação nesta área, o arrefecimento dá-se de

forma diminuta ao fim do dia. Ao contrário da mesma localização aos 18m de altura

(aproximadamente o topo do prédio). Aqui o SVF aumentou para 0.964 significando

que o arrefecimento é forte a esta altura, o que se explica pelo elevado número de horas

de insolação a que localização está exposta, aproximadamente, 11h, como se pode ver

pela última imagem da sequência de imagens número 6.

Para a localização número 3, os valores do SVF foram de 0.262 ao nível do solo, 0.827

aos 12m de altura e de 0.985 aos 15m de altura. Pode-se dizer que o arrefecimento desta

área vai aumentando desde o nível do solo até aos 15m de altura, sendo que a partir dos

12m de altura as diferenças de arrefecimento começam a notar-se menos.

Conclui-se, assim, que a área com melhores condições de insolação e arrefecimento

térmico, segundo os parâmetros analisados, é a área da primeira localização, sendo que

é a área que apresenta um maior valor de SVF ao nível do solo, comparando com as

outras 3 localizações.

Modelação do vento e análise do clima eólico do bairro da Horta Nova

em Telheiras.

Algumas considerações importantes a

ter no que se concerne com a

dinâmica dos ventos na cidade de

Lisboa, designadamente, a

Page 12: Modelação 3D e Ecologia

diminuição da velocidade do vento

desde os anos 80.

Segundo Maria João Alcoforado e

António Lopes (2004), tem havido um

decréscimo notado da velocidade do

vento na cidade de Lisboa devido ao

crescimento da cidade. Estes autores

defendem que a velocidade do vento

tem diminuído na cidade desde 1980 em

cerca de 30% aos 10m de altura e cerca

de 20% abaixo dos 10m. Segundo estes

autores as grandes reduções notam-se,

principalmente, no centro da cidade, o

que é óbvio, uma vez que, as áreas dos

centros das cidades são áreas muito

compactas e, consequentemente, existe

um aumento da rugosidade que provoca

grandes diminuições na velocidade do

vento.

A área em estudo neste trabalho,

designadamente, o bairro da Horta

Nova, um bairro localizado em

Telheiras situa-se na parte Norte de

Lisboa onde estes autores afirmam que

não existem grandes alterações no que

se concerne à velocidade do vento

devido ao facto de o número de

construções ser reduzido nessa área.

Sendo assim, existe uma grande

diferença de velocidade do vento de

Noroeste para Sudoeste. Esta

diminuição da velocidade dos ventos,

apesar de não ser muito acentuada nas

áreas a Norte de Lisboa, afectará a

saúde pública em Lisboa, na medida em

que tem havido uma diminuição da

velocidade do vento Norte, vento este

que é extremamente eficaz na remoção

de poluentes e que funciona como

regulador térmico da cidade. Apesar de

o crescimento não ser tão grande e

compacto como no centro da cidade

tem-se notado que começam a surgir

barreiras ao vento Norte nas zonas a

Norte de Lisboa e este facto aumentará

com certeza a ocorrência de picos

críticos de poluição provocando

doenças e ondas de calor.

Modelo numérico utilizado pelo software Envi-met

Os modelos numéricos de microescala oferecem a oportunidade de simular diferentes

tipos de cenários com o intuito de optimizar decisões de planeamento. Especialmente

em climatologia urbana, a lista de processos físicos e o número de interacções não

lineares torna impossível modelar os impactos de mudanças e modificações sem recurso

a sistemas inteligentes tais como softwares de modelação numérica (Bruse, 1999).

Page 13: Modelação 3D e Ecologia

O modelo numérico utilizado pelo software Envi-met para o cálculo dos factores físicos

é o modelo das equações de Navier-Stokes, este tipo de equações são designadas como

equações diferenciais que descrevem o escoamento de fluidos, ou seja, permitem

determinar os campos de velocidade e pressão. As equações de Navier–Stokes são

derivadas dos princípios da conservação da massa, energia, momento e momento

angular. Estas equações estabelecem que as mudanças no momento e aceleração de uma

partícula fluida são simplesmente o produto das mudanças de pressão e forças

dissipativas actuando dentro do fluido1.

Processamento dos modelos da velocidade e direcção do vento e

dispersão de poluentes e análise dos mesmos.

O vento condiciona o conforto término, o conforto mecânico, a dispersão de poluentes e

a segurança das pessoas e edifícios2. O conhecimento da dinâmica do vento em torno

dos edifícios é vantajoso na protecção contra a destruição provocada pelo vento e

também é útil para economizar a manutenção ligada aos problemas causados pelo vento

e a custos intrinsecamente ligados a este fenómeno. Este conhecimento é também

importante para a segurança e conforto tanto das pessoas que habitam na área em estudo

como também para as que lá circulam e também é importante para o entendimento do

fenómeno da dispersão de poluentes. (OKE, 1987).

Para o estudo em causa considerar-se-á a análise dos limiares de conforto mecânico e a

dispersão de poluentes, não serão considerados neste estudo os limares térmicos e a

segurança das pessoas e edifícios. Assim sendo, para a modelação da velocidade e

direcção do vento, tal como para a modelação da dispersão de poluentes, foi utilizado,

como já foi referido, o software Envi-met que dispõe dos modelos numéricos, como é

exemplo o modelo descrito no ponto anterior, necessários para modelar os respectivos

fenómenos.

Foram elaborados dois modelos para a área em estudo: primeiro, modelou-se um vento

fraco (3m/s) vindo do quadrante Sul de forma a representar a dispersão de poluentes

vindos da fonte de emissão considerada para a área em estudo, designadamente, a

Segunda Circular situada a sul da área de estudo, como se pode ver na figura número 5.

O segundo modelo foi baseado num vento forte (20m/s) do quadrante Norte com vista a

1 http://www.envi-met.com/

2 Adaptado de OKE, 1987

Page 14: Modelação 3D e Ecologia

afigurar a direcção e velocidade do vento no bairro da Horta Nova para uma análise dos

confortos mecânicos na área de estudo.

Figura número 5 – A vermelho, a área de estudo e a amarelo, a

fonte de emissão de poluentes considerada para este estudo,

designadamente, a Segunda Circular.

Fonte: Google Earth, 2009

x (m) Edifícios

Figura número 6- modelo da velocidade do vento a 20m/s de Norte para o bairro da Horta Nova –

Telheiras.

Page 15: Modelação 3D e Ecologia

x (m) Edifícios

Figura número 7 - modelo da direcção do vento a 20m/s de Norte para o bairro da Horta Nova –

Telheiras.

x (m) Edifícios

Figura número 8 - modelo da direcção do vento a 3m/s de Sul para o bairro da Horta Nova – Telheiras.

Page 16: Modelação 3D e Ecologia

Edifícios

Figura número 9 - modelo da dispersão de poluentes, em valores percentuais, vindos de Sul (3m/s)

(Segunda Circular) para o bairro da Horta Nova – Telheiras.3

Começando por analisar o segundo modelo, o modelo da direcção e velocidade do vento

forte (20m/s) do quadrante Norte, pode-se constatar pela figura número 6 que as

maiores velocidades do vento registam-se na área do canto superior direito da imagem

(Este) e também entre o edifício localizado ao canto superior esquerdo (Norte) e o

edifício de dimensão reduzida localizada na área à direita da imagem (Oeste). Pode-se

explicar as velocidades de vento superiores a 14m/s nesta última área devido ao facto de

as paredes destes dois edifícios estarem orientadas no sentido do vento e formarem um

afunilamento ou canalização4 (efeito Venturi

5) do vento que vem de Norte, fazendo,

assim, com que haja um efeito de aceleração da velocidade do vento. Esta área pode ser

considerada, segundo a escala do Building Research Estabilishment6, como uma área de

desconforto mecânico para os peões que lá circularem. Uma vez que a referida escala

considera que a partir dos 10m/s começa a surgir um efeito desagradável para todos os

3 A direcção da seta que indica o Norte está em desacordo com a orientação dos edifícios nos outputs,

visto que o software Envi-met não altera a orientação dos edifícios nos outputs.

4 Adaptado de OKE, 1987

5 O efeito Venturi está associado à redução de pressão de fluxo aquando um fluido flui por uma secção

mais estreita de um tubo. A velocidade do fluido aumenta por entre essa secção mais estreita, satisfazendo

a Equação da Continuidade. Adaptado de http://en.wikipedia.org/wiki/Venturi_effect

6 http://www.bre.co.uk/index.jsp

<9.99 %

9.99% - 19.98%

19.98% - 29.97%

29.97% - 39.96%

39.96% - 49.96%

49.96% - 59.95%

59.95% - 70.02%

70.02% - 80.01%

80-01% - 90%

>90%

Concentração de poluentes em valores percentuais:

Page 17: Modelação 3D e Ecologia

peões onde acontece um levantamento de poeiras e lixo, pode-se afirmar que esta área

encontra-se nessa situação perante o modelo realizado. Ainda segundo a escala Building

Research Estabilishment, os ventos que apresentem velocidades iguais ou superiores a

20m/s são considerados perigosos para os peões, assim, pode-se dizer que esta é uma

área de perigo médio no que se concerne à velocidade do vento.

Conclui-se, ainda, ao olhar para a figura número 6 que as maiores velocidades do vento,

à excepção da situação referida acima, dão-se em torno do bairro da Horta Nova, o que

seria de esperar, uma vez que o interior do bairro é pouco penetrável à excepção dos

túneis.

As velocidades do vento dentro do bairro em análise rondam valores abaixo dos

1.61m/s e valores entre os 1.61m/s e os 3.17m/s à excepção da área localizada entre os

dois edifícios a Norte, onde acontece, novamente, o efeito Venturi entre as duas paredes

dos dois prédios, provocando o aumento da velocidade do vento. Também se pode ver

que há um registo de velocidades um pouco superiores (entre os 3.17m/s e os 4.73m/s)

às velocidades do interior da área de estudo no túnel esquerdo do prédio a Sul da

imagem.

As árvores presentes na área de estudo não condicionaram de forma notória as

velocidades do vento registadas pelo modelo, isto deve-se, em grande parte, ao facto de

as árvores serem de carácter flexível e permeável, ao contrário dos edifícios que são de

carácter rígido e impermeável, o que faz com que gerem grandes turbulências e fortes

variações de velocidade e direcção do vento, tal como se pode constatar pelos outputs

resultantes do modelo, figuras número 6 e 7. Na figura número 7 pode-se ver que as

ruas com orientação perpendicular à velocidade do vento geram, em geral, uma

diminuição da velocidade média do vento e provocam um aumento da turbulência com

flutuações bruscas da direcção do vento (figura número 6), como é o caso da rua entre

os dois edifícios de maior dimensão.

Quanto à análise do modelo de dispersão de poluentes, é importante, primeiro, frisar

que a poluição atmosférica é um fenómeno que apresenta uma repartição espacial

complexa, resultante da interacção entre os domínios biofísicos e sócio-económicos

(Andrade, 1994). Pretende-se neste ponto analisar o impacto da expansão de poluentes

provenientes da Segunda Circular na qualidade do ar na área em estudo. Devido às

limitações inerentes ao software utilizado ao nível de modelação de poluentes, é apenas

Page 18: Modelação 3D e Ecologia

medido o impacto das partículas em suspensão (PM10), sendo que este tipo de poluente

juntamente com o ozono, constituem os poluentes que maior impacto têm para o ser

humano7. A Poluição atmosférica é definida como uma modificação qualitativa ou

quantitativa da composição normal da atmosfera (Coin, 1974, cit. em Alcoforado,

1988).

A concentração de poluentes num dado local depende de dois conjuntos de factores: as

emissões, por um lado e o estado da atmosfera, por outro (Oke, 1992, cit. em Andrade,

1994). As emissões são determinadas essencialmente por factores de carácter sócio-

económico. As condições atmosféricas influenciam a dispersão, transformação e

remoção de poluentes (Andrade, 1994). Os principais poluentes que, actualmente, estão

em voga são: o ozono e as partículas em suspensão, estes dois poluentes são,

presentemente, os que constituem maior risco em termos de saúde pública, devido ao

facto que, segundo a Agência Europeia de Ambiente, foram os únicos que desde 1997

não registaram qualquer melhoria significativa apesar da redução das emissões.

A direcção e velocidade do vento são os factores mais importantes na distribuição da

poluição atmosférica. Assim sendo, assumindo que a dispersão de poluentes se propaga

de Sul (Segunda Circular) em direcção ao Bairro da Horta Nova o modelo (figura

número 9) representará de que forma o vento condiciona a trajectória dos poluentes

desde a fonte de emissão e a sua difusão, através das flutuações da direcção (Andrade,

1994). Além disto, a direcção do vento é um indicador das condições sinópticas gerais,

encontrando-se cada rumo associado a determinadas condições de dispersão (Andrade,

1994).

A distribuição de poluentes na área em estudo foi simulada a uma velocidade de 3m/s,

como já foi referido. A opção desta velocidade reside no pressuposto definido por OKE,

no qual este afirma que, com ventos fortes o poluente pode ser transportado a longas

distâncias mas a concentração do mesmo torna-se tão fraca que há, relativamente,

poucas consequências. O grande potencial da poluição existe, realmente, com ventos

fracos porque o transporte horizontal e a difusão da turbulência estão condicionados.

Na análise ao modelo gerado, foram considerados valores relativos de emissão, isto é,

através da equação da recta de regressão, os valores foram convertidos de µg/m3

para

valores percentuais de forma a possibilitar uma melhor compreensão dos resultados

7 Adaptado de http://www.apambiente.pt/Instrumentos/Planoaccao/PartSupens/Paginas/default.aspx

Page 19: Modelação 3D e Ecologia

finais. O software Envi-met utiliza um valor padrão a nível da emissão de poluentes.

Para o presente modelo, os valores máximos de emissão na fonte são de 11.44 µg/m3

correspondendo este valor a 90%, ou seja, em termos relativos, a área em estudo é

afectado por valores abaixo dos 9.99% respectivamente aos valores emitidos pela fonte

de emissão de poluentes. Estes baixos valores podem, em parte, ser atribuídos à longa

distância da fonte emissora, contribuindo este facto para a pouca incidência deste

poluente na área em estudo e, também, podemos atribuir esta fraca dispersão à

velocidade do vento (3m/s). Outro factor a ter em conta é a geometria do edificado,

nomeadamente no edifício mais a Sul com uma altura de 18m que condiciona a

distribuição do poluente tal como é observado na figura número 9, podendo mesmo

afirmar que a emissão do poluente é fortemente condicionada por este edifício que

origina uma alteração na direcção do vento que, por sua vez, vai alterar a distribuição do

poluente em estudo. Um pressuposto a ter em conta nesta análise é a direcção do vento

porque esta tem um papel importante na distribuição do poluente na medida em que

determina o caminho percorrido por o poluente depois da emissão (Oke, 1987).

Anexo

Figura número 10 - Data Table (tabela de dados) resultante do primeiro modelo (1ª localização) do

diagrama solar, às 10h, ao nível do solo, Solstício de Verão, a título de exemplo.

Page 20: Modelação 3D e Ecologia

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