Tese Brandao2009 Cr

As Interaes Espaciais Urbanas e o Clima

Universidade de So PauloFaculdade de Arquitetura e Urbanismo

Rafael Silva BrandoDoutorado

OrientadoraMarcia Peinado Alucci

2009

RAFAEL SILVA BRANDO

ASINTERAESESPACIAISURBANAE

OCLIMAIncorporao de anlises trmicas e energticas no

planejamento urbano

Tese apresentada ao curso de Doutorado da Faculdade de Arquitetura e Urbanismo da Universidade de So Paulo, como requisito parcial obteno do ttulo de Doutor em Arquitetura e Urbanismo

rea de concentrao: Tecnologia da Arquitetura e do Urbanismo

ORIENTADORA: MARCIA PEINADO ALUCCI

PROCESSO FAPESP: 2005/02.568-8

So Paulo 13 de Fevereiro de 2009

AUTORIZO A REPRODUO E DIVULGAO TOTAL OU PARCIAL DESTE TRABALHO, POR QUALQUER MEIO CONVENCIONAL OU ELETRNICO, PARA FINS DE ESTUDO E PESQUISA, DESDE QUE CITADA A FONTE.

E-MAIL: [email protected]

Colaborao no projeto grfico da capa: Bruna Luz

Brando, Rafael Silva As Interaes Espaciais Urbanas e o Clima: incorporao

das anlises trmicas e energticas no planejamento urbano / Rafael Silva Brando. -- So Paulo, 2009.

350 p : il.

Tese (Doutorado rea de Concentrao: Tecnologia da Arquitetura) FAUUSP.

Orientadora: Marcia Peinado Alucci 1.Microclima urbano 2.Planejamento urbano 3.Conforto

ambiental e eficincia energtica 4.Simulao computacional I.Ttulo

A meus pais, grandes companheiros na minha caminhada Vocs no s me deram asas, mas foram muitas vezes o vento que as

sustentou no ar.

Agradecimentos

Profa. Dra. Marcia Peinado Alucci, pelas orientaes e direcionamentos, alm da grande confiana em mim depositada.

Aos demais professores do Laboratrio de Conforto Ambiental e Eficincia Energtica (LABAUT) da Faculdade de Arquitetura e Urbanismo da Universidade de So Paulo (FAUUSP), Ansia Frota, Joana Gonalves, Roberta Kronka, Denise Duarte e Fernando Cremonesi, pela colaborao e pelas oportunidades oferecidas.

Aos colegas do LABAUT, em especial aos grandes amigos que fiz l e espero carregar para toda a vida. Correndo o risco de me esquecer de pessoas importantes, no posso deixar de citar nominalmente Alessandra Prata Shimomura, Anna Christina Mianna, Bruna Luz, Leonardo Monteiro, Norberto Moura, Anarrita Buoro, Jrg Spangenberg, Mnica Marcondes, Jos Ovdio Ramos, Carlos Eduardo Baeyer e muitos outros menos assduos, mas que em muito contriburam durante o desenvolvimento desta pesquisa.

Aos BDSP Partnership, especialmente a Klaus Bode e Allan Harries, que to atenciosamente me receberam e me orientaram durante o meu estgio em Londres.

Ao meu irmo, Tiago Silva Brando, que me ofereceu guarida durante este mesmo perodo, sem cuja ajuda esta etapa fundamental do trabalho no teria sido possvel. Agradeo tambm aos amigos que tornaram o inverno europeu um pouco menos frio.

Aos professores Ken Steemers, do Martin Center, University of Cambridge, Inglaterra; Jorge Saraiva e Eng. Fernando Marques da Silva, do Laboratrio Nacional de Engenharia Civil (LNEC), em Lisboa, Portugal; Ester Higueiras, da Universidade Politcnica de Madrid, na Espanha; Michael Bruse, do Geographisches Institut, Johhanes Gutenberg Universitat, em Mainz, Alemanha e ao estudante de doutorado Daniel Cstola, da TU/ Eindhoven que tanto colaboraram com este trabalho durante visitas s respectivas instituies.

Profa. Dra. Eleonora Sad de Assis, que me acompanha desde o comeo da minha caminhada acadmica e uma das grandes responsveis pela minha formao. Sua postura profissional e pessoal, alm de sua produo acadmica, continuam ainda hoje a ser um norte para mim.

s arquitetas Simone Berigo Bttner e Bruna Luz pela colaborao nas medidas de campo.

Ao Prof. Dr. Marcelo Giacaglia, pela orientao nas questes referentes ao tratamento de base de dados e geoprocessamento.

A Gustavo Pessoa, amigo de todas as horas, que contribuiu, dentre inmeras outras coisas mais sutis, com a reviso de texto final deste documento.

minha grande famlia, sempre presente, pelo amor e apoio incondicional.

A todos os outros que colaboraram para o desenvolvimento desta pesquisa com idias e apoio, mas que a minha curta e falha memria no me permitiu registrar.

Fundao de Amparo Pesquisa do Estado de So Paulo (FAPESP) pelo financiamento desta pesquisa.

Em vo centenas de milhar

esforavam por disfigurar a terra em que viviam; em vo a cobriam de pedras para que nada

pudesse ge

impregnavam o ar de fumaa de petrleo e de carvo; em vo escorraavam os animais e os

pssaros -

Ressurreio

Liev Tolsty

"Marco Polo descreve uma ponte, pedra por pedra.

Mas qual a pedra que sustenta a ponte?

A ponte no sustentada por esta ou aquela pedra

do arco que estas formam.

Kublai Khan permanece em si

Por que falar em pedras? S o arco me interessa.

Polo responde:

Sem pedras, o arco no existe."

As cidades invisveis

talo Calvino

Em vo centenas de milhares de homens, amontoados num pequeno espao, se


pudesse germinar; em vo arrancavam as ervas tenras que pugnavam por irromper; em vo


- porque at na cidade a Primavera era Primavera."

Ressurreio

Liev Tolsty

arco Polo descreve uma ponte, pedra por pedra.

Mas qual a pedra que sustenta a ponte? pergunta Kublai Khan.

A ponte no sustentada por esta ou aquela pedra responde Marco

do arco que estas formam.

Kublai Khan permanece em silncio, refletindo. Depois acrescenta:

Por que falar em pedras? S o arco me interessa.

Polo responde:

Sem pedras, o arco no existe."

As cidades invisveis

talo Calvino

de homens, amontoados num pequeno espao, se


rminar; em vo arrancavam as ervas tenras que pugnavam por irromper; em vo


pergunta Kublai Khan.

responde Marco , mas pela curva

Resumo

BRANDO, Rafael Silva. As interaes espaciais urbanas e o clima; incorporao de anlises trmicas e energticas no planejamento urbano. 2009. 350 p. Tese (Doutorado em Arquitetura e Urbanismo, Tecnologia da Arquitetura). Faculdade de Arquitetura e Urbanismo, Universidade de So Paulo, So Paulo, 2009.

O presente trabalho tem por objeto o clima urbano, entendido como a ambincia trmica de uma rea limitada, gerada pela interao entre a atmosfera e o ambiente construdo de uma cidade, ou de parte dela, que afeta as condies de conforto trmico do pedestre e o consumo energtico das edificaes.

O objetivo geral deste trabalho gerar uma metodologia de avaliao da ambincia trmica urbana cujos resultados se prestem a orientar decises de projeto e gesto nas cidades brasileiras. Busca-se verificar a hiptese de que a ocupao urbana pode ser descrita somente atravs de variveis que so frequentemente utilizadas na legislao urbana taxa de ocupao, coeficiente de aproveitamento e recuos e que estas variveis so suficientes para que se determine a ambincia trmica de um determinado espao urbano.

O mtodo de trabalho se dividiu em duas etapas, uma dedutiva, na qual modelos de simulao do comportamento trmico urbano foram estudados e/ou desenvolvidos, e outra indutiva, na qual os modelos encontrados foram aplicados a um estudo de caso, com o objetivo de avaliar a relao entre os resultados ambientais e a ocupao da rea. Neste processo, foram utilizados modelos analticos, programas computacionais de simulao de fluidodinmica e ferramentas de geoprocessamento.

Os resultados obtidos levaram a uma refutao da hiptese, considerando-se que outras variveis devem ser incorporadas ao planejamento urbano e s legislaes de uso e ocupao do solo, caso se queira determinar de forma adequada o impacto de uma rea na ambincia trmica. Foram propostas equaes de regresso que relacionam a ocupao urbana com variveis meteorolgicas locais. Apesar da aplicabilidade limitada, tais equaes podem ser utilizadas para gerar recomendaes gerais de planejamento. O processo desenvolvido para obter as equaes pode ser utilizado na avaliao comparativa de reas urbanas e, com a incorporao de critrios de qualidade e metas, pode ser transformado em um procedimento para avaliao de desempenho urbano.

Palavras chaves: Microclima urbano, Planejamento urbano, Conforto ambiental e eficincia energtica, Simulao computacional

Abstract

BRANDO, Rafael Silva. Urban spatial interactions and climate; incorporating thermal and energetic analysis in urban planning. 350 p. Thesis (Doctoral). Faculdade de Arquitetura e Urbanismo, Universidade de So Paulo, So Paulo, 2009.

This paper deals with the urban climate, defined as the thermal environment of a limited area, generated by the interaction of the atmosphere and a city, which affects thermal comfort of pedestrians and energy consumption of buildings.

The main objective is to develop an assessment methodology for the urban thermal environment, the results of which can support design and planning decisions in Brazilian cities. The hypothesis is that usual planning variables plot ratio, plan density index and setbacks suffice as means to describe urban occupation and to determine its thermal environment.

The method consists in two phases: a deductive one, in which thermal simulation models were studied or developed, and a inductive one, in which the researched models were used to assess a study case. The assessment results were superposed with occupation parameters for the area, in order to determine correlations among environmental and occupation variables. During this process, the research included the use of analytical models, CFD simulation and GIS tools.

The results did not corroborate the hypothesis. This lead to the conclusion that other variables must be incorporated to urban planning, in order to determine the impact of occupation on thermal environment. Regression equations were developed, relating occupation parameters and thermal and energetic variables. Even though their applications are limited, they may be used as a rule of thumb method for early design stages. The method developed for the obtaining of the equations may be used for evaluating comparatively different occupation proposals. If performance criteria are determined, the method may be transformed into a urban thermal performance assessment method.

Keywords: Urban microclimate, Urban planning, Environment and energy, Computational simulation

Lista de Figuras

Figura 1.1: Cpula de Buckminster Fuller sobre a cidade de Nova York _________________________________ 23

Figura 2.1: Planta para a regenerao urbana de Saline-Ostia, Antica _________________________________ 39

Figura 2.2: Planta para a Vila Solar, ParcBIT, Majorca ______________________________________________ 39

Figura 2.3: Diagramas conceituais para Habitaes simbiticas e Eco-renovao em Tquio ____________ 40

Figura 2.4: Estudos de transporte para o Bairro Solar _______________________________________________ 41

Figura 2.5: Maquete da proposta para Lu Zia Sul __________________________________________________ 41

Figura 2.6: Estudos de tnel de vento para Elephant and Castle ______________________________________ 42

Figura 2.7: Estudos de insolao para Elephant and Castle___________________________________________ 42

Figura 2.8: Camadas atmosfricas para Oke ______________________________________________________ 49

Figura 2.9: Descrio do comportamento da camada limite atmosfrica ao longo de um perodo de 24 horas _ 50

Figura 2.10: Esquemas para a UBC e a UBL baseado em Oke _________________________________________ 53

Figura 2.11: Esquema de circulao de vento nos canyons urbanos para Oke ____________________________ 53

Figura 2.12: Exemplo de aplicao da metodologia do RUROS ________________________________________ 55

Figura 2.13: Mapeamento climtico de diagnstico e interveno para a cidade de Kassel _________________ 57

Figura 2.14: Dificuldade de parametrizao dos modelos para cidades brasileiras ________________________ 58

Figura 2.15: Mapa de temperatura aparente da superfcie para So Paulo ______________________________ 60

Figura 2.16: Estudos climticos para a cidade de Paracatu, MG _______________________________________ 62

Figura 3.1: Correlao entre a ilha de calor noturna e a populao de cidades na Europa e EUA_____________ 66

Figura 3.2: Comparao entre o modelo para DoE e os dados medidos em campo ________________________ 67

Figura 3.3: A cidade como um sistema termodinmico fechado _______________________________________ 68

Figura 3.4: Definio das superfcies e volumes de controle para o sistema Terra-Atmosfera _______________ 68

Figura 3.5: Balano energtico da Terra__________________________________________________________ 68

Figura 3.6: Volume de controle com dimenses dx, dy e dz e espao cartesiano __________________________ 70

Figura 3.7: Esquema das foras incidentes sobre o fluido ____________________________________________ 71

Figura 3.8: Formas da equao fundamental de conservao de massa ________________________________ 72

Figura 3.9: Movimento da Terra em torno do Sol __________________________________________________ 74

Figura 3.10: Movimento aparente do Sol no Equador e no Trpico de Capricrnio ________________________ 74

Figura 3.11: Esquema para clculo geomtrico do comprimento da sombra _____________________________ 75

Figura 3.12: Esquema para clculo de fator de forma _______________________________________________ 80

Figura 3.13: Situaes de fator de viso __________________________________________________________ 82

Figura 3.14: Esquema da Fora de Coriolis ________________________________________________________ 84

Figura 3.15: Impactos da estrutura urbana no vento (classes de rugosidade) ____________________________ 85

Figura 3.16: Elementos para clculo da rugosidade ________________________________________________ 86

Figura 3.17: Grfico indicando relao entre as variveis morfolgicas e as de rugosidade _________________ 86

Figura 3.18: Sensibilidade da rugosidade ao coeficientes cf1 e ajuste a partir do coeficiente cf2 _____________ 87

Figura 3.19: Efeito da rugosidade no perfil do vento para atmosfera neutra _____________________________ 89

Figura 3.20: Definio da turbulncia mdia ______________________________________________________ 91

Figura 3.21: Hierarquia de modelos de turbulncia _________________________________________________ 91

Figura 3.22: Perfis de temperatura potencial virtual e vento mdios para condies diurnas e noturnas tpicas 93

Figura 3.23: Perfis de vento e formato dos vrtices para as diferentes condies de estabilidade ____________ 94

Figura 3.24: Relao entre Ri, e o tipo de conveco ______________________________________________ 95

Figura 3.25: Esquema para fluxos no canyon ______________________________________________________ 96

Figura 3.26: Valores dos coeficientes para as superfcies de um canyon no sentido N-S em vrias situaes __ 103

Figura 3.27: Esquema de distribuio de temperaturas no solo (a) e nos edifcios (b) _____________________ 105

Figura 3.28: Resultados do CTTC (PUSA e Temperatura) ____________________________________________ 108

Figura 3.29: Configurao da estrutura urbana no modelo vista de cima e em corte _____________________ 109

Figura 3.30: Resultados do modelo _____________________________________________________________ 111

Figura 3.31: Estrutura dos programas UCLM 30 e UCLM 60 e o esquema eltrico equivalente ______________ 113

Figura 3.32: Resultados espaciais e temporais do modelo ___________________________________________ 113

Figura 3.33: Fluxo de dados no ENVI-met ________________________________________________________ 114

Figura 3.34: Viso geral do modelo e dimenses de malha disponveis ________________________________ 116

Figura 3.35: Modelagem de uma rea no ENVI-met _______________________________________________ 117

Figura 3.36: rea modelada com trs nveis de refinamento _________________________________________ 118

Figura 3.37: Condies de contorno fechada, aberta e cclica________________________________________ 119

Figura 3.38: Exemplo de resultado em ENVI-Met, corte e planta, respectivamente _______________________ 122

Figura 3.39: Fluxo de informaes e arquivos no CFX 5 _____________________________________________ 123

Figura 3.40: Recomendao de objetos a serem modelados _________________________________________ 124

Figura 3.41: Recomendaes para confeco de modelos de simulao para reas externas _______________ 125

Figura 3.42: Modelos tridimensionais para quadras com blocos perimetrais e com torres altas, respectivamente

_________________________________________________________________________________________ 125

Figura 3.43: Relao entre o nmero de elementos e o valor do parmetro Cells in gap ___________________ 127

Figura 3.44: Confeco automtica de borda com prismas __________________________________________ 128

Figura 3.45: Modelos tridimensionais para quadras com blocos perimetrais ____________________________ 128

Figura 3.46: Exemplo de parametrizao do domnio ______________________________________________ 130

Figura 3.47: Exemplo de parametrizao das condies de contorno de entradas e sadas ________________ 131

Figura 3.48: Exemplo de parametrizao das condies de contorno para superfcies slidas ______________ 132

Figura 3.49: Exemplo de expresses com variveis ________________________________________________ 133

Figura 3.50: Exemplo de parametrizao dos controles de soluo da simulao ________________________ 133

Figura 3.51: Exemplo de simulao com convergncia pobre (10-3

) ___________________________________ 134

Figura 3.52: Exemplo de resultados para simulao com o ptio com contornos e vetores _________________ 134

Figura 4.1: So Paulo, localizao. Destacada a regio metropolitana e, em preto, o municpio ____________ 139

Figura 4.2: Mapa de So Paulo sobre imagem de relevo ____________________________________________ 140

Figura 4.3: Evoluo da mancha urbana de So Paulo por perodos ___________________________________ 140

Figura 4.4: Ocupao vertical no centro de So Paulo e em bairro residencial ___________________________ 142

Figura 4.5: Nmero de lanamentos imobilirios em trs bairros residenciais de So Paulo ________________ 142

Figura 4.6: Mapa de crescimento demogrfico e de concentrao de famlias com renda acima de 20 salrios

mnimos __________________________________________________________________________________ 143

Figura 4.7: Diviso poltico-administrativa do municpio So Paulo ___________________________________ 143

Figura 4.8: Seleo das reas de estudo _________________________________________________________ 144

Figura 4.9: Mapa de declividades da rea 01 ____________________________________________________ 145

Figura 4.10: Vista do Parque do Iibirapuera com o bairro de Moema ao fundo, indicando as reas de estudo _ 146

Figura 4.11: Vista da Av. Ibirapuera ____________________________________________________________ 146

Figura 4.12: Distribuio das massas de ar sobre o territrio nacional _________________________________ 150

Figura 4.13: Rosa dos ventos indicando a predominncia para So Paulo e Natal, respectivamente. _________ 151

Figura 4.14: Freqncia de ocorrncia total e rosa dos ventos para Congonhas _________________________ 152

Figura 4.15: Rosa dos ventos para Congonhas nos perodos da madrugada e da manh __________________ 152

Figura 4.16: Rosa dos ventos para Congonhas nos perodos da tarde e da noite _________________________ 153

Figura 4.17: Rosa dos ventos para Congonhas filtrados por valores de temperatura do ar _________________ 154

Figura 4.18: Informaes contidas na base cadastral utilizada _______________________________________ 155

Figura 4.19: Distribuio das fotos areas e rea de sobreposio ____________________________________ 155

Figura 4.20: Exemplo de quadra alterada entre 1997 e 2006 ________________________________________ 156

Figura 4.21: Ilustrao do processo de vetorizao e mapeamento ___________________________________ 156

Figura 4.22: Vista geral da rea levantada identificando as trs reas de estudo ________________________ 157

Figura 4.23: Indicao do planejamento de levantamento de duas das reas ___________________________ 158

Figura 4.24: Fotos de grande angular tiradas durante o levantamento de alturas ________________________ 158

Figura 4.25: Correlao dos coeficientes de aproveitamento obtidos pelo levantamento e a partir de dados da

Sempla ___________________________________________________________________________________ 159

Figura 4.26: Expanso das reas iniciais e configurao da rea para estudo de caso ____________________ 161

Figura 4.27: Mapeamento de alturas na rea piloto _______________________________________________ 162

Figura 4.28: Mapeamento de uso do solo na rea-Piloto ___________________________________________ 162

Figura 4.29: Mapeamento de cores de fachada na rea Piloto ______________________________________ 163

Figura 4.30: Localizao final dos pontos de medio para 04/02/2007 _______________________________ 166

Figura 4.31: Registro fotogrfico da medio de 04 de Fevereiro de 2007 ______________________________ 167

Figura 4.32: Fotos da condio de nebulosidade no dia da medida ___________________________________ 168

Figura 4.33: Comparao entre as temperaturas medidas nas estaes fixas para o dia 04 de Fevereiro de 2007

_________________________________________________________________________________________ 169

Figura 4.34: Comparao entre as temperaturas medidas no transecto para o dia 04 de Fevereiro de 2007 __ 170

Figura 4.35: Correspondncia entre os crculos cardinal e trigonomtrico ______________________________ 171

Figura 4.36: Dados de direo do vento para o dia 04 de Fevereiro de 2007 ____________________________ 171

Figura 4.37: Dados de velocidade do vento para o dia 04 de Fevereiro de 2007 _________________________ 172

Figura 4.38: Comparao entre as velocidades de vento para o dia 04 de Fevereiro de 2007 ______________ 173

Figura 4.39: Foto da proteo solar projetada e do novo posicionamento do sensor de vento ______________ 174

Figura 4.40: Comparao dos dados de temperatura (05 de Setembro de 2007) ________________________ 176

Figura 4.41: Dados de direo do vento para o dia 05 de setembro de 2007 ____________________________ 177

Figura 4.42: Dados de velocidade do vento para o dia 05 de setembro de 2007 _________________________ 178

Figura 4.43: Comparao dos dados de velocidade do vento para o dia 05 de setembro de 2007 ___________ 178

Figura 5.1: Diagramas Bioclimticos de Olgyay e Givoni ____________________________________________ 183

Figura 5.2: Clculo da distribuio de temperaturas no solo para diferentes timesteps ___________________ 188

Figura 5.3: Clculo da temperatura superficial para horrios selecionados do 3 dia _____________________ 189

Figura 5.4: Resultados para a temperatura do solo em diferentes profundidades aps 5 e 15 dias __________ 191

Figura 5.5: Resultados para a temperatura do solo em diferentes profundidades aps 30 dias _____________ 191

Figura 5.6: Resultados para a temperatura do solo em diferentes profundidades aps 30 dias com argila ____ 192

Figura 5.7: Temperatura do solo, absoro de 0,35 ________________________________________________ 192

Figura 5.8: Temperatura do solo, para areia seca e para o concreto, respectivamente ___________________ 193

Figura 5.9: Resultados para as temperaturas para ambiente orientado a norte com 5 e 30 dias ____________ 194

Figura 5.10: Resultados para as temperaturas para ambiente orientado a norte, sem ventilao com WWR de 0,5

e 1,0, respectivamente ______________________________________________________________________ 194

Figura 5.11: Resultados para as temperaturas para ambiente orientado a leste e a oeste, respectivamente __ 195

Figura 5.12: Numerao das partes na planilha __________________________________________________ 196

Figura 5.13: Diviso de reas baseada na incidncia de sol _________________________________________ 197

Figura 5.14: Comparao do modelo com resultados das medidas ___________________________________ 199

Figura 5.15: Fotos com grande angular durante medida de Setembro _________________________________ 199

Figura 5.16: Avaliao do modelo, caso base ____________________________________________________ 200

Figura 5.17: Comportamento trmico para ruas orientadas N-S e NW-SE, respectivamente _______________ 200

Figura 5.18: Alterao da altura dos edifcios para 40m e 10m respectivamente ________________________ 201

Figura 5.19: Comportamento trmico para ruas orientadas N-S e NW-SE, respectivamente _______________ 201

Figura 5.20: Demarcao de zonas passivas e exemplo Curvas LT ____________________________________ 202

Figura 5.21: Identificao da zona passiva e estudo de consumo de energia para as cidades mencionadas ___ 202

Figura 5.22: Distribuio das clulas de teste ____________________________________________________ 204

Figura 5.23: Perspectiva do edifcio exemplo com dados para insero no Obstruo 1.0 _________________ 204

Figura 5.24: Tela inicial do Obstruo 1.0 com indicao das variveis envolvidas ______________________ 205

Figura 5.25: Variao do consumo de energia com a obstruo para clula de 3 x 3x 3 m _________________ 206

Figura 5.26: Esquema de obstruo para edifcios de mltiplos pavimentos ____________________________ 208

Figura 5.27: Esquema para clculo de consumo de energia _________________________________________ 209

Figura 5.28: Estudo de consumo de energia para residncia unifamiliar tpica __________________________ 210

Figura 5.29: Estudo de consumo de energia para edifcio alto desobstrudo ____________________________ 210

Figura 5.30: Estudo de consumo de energia para edifcio alto entre edifcios da mesma altura _____________ 210

Figura 5.31: Estudo de insolao para a rea (shadow range) _______________________________________ 211

Figura 5.32: Estudo de insolao para a rea (horas de sol) _________________________________________ 212

Figura 5.33: Estudo de insolao para a rea, norte girado a 45 ____________________________________ 212

Figura 5.34: Evoluo da modelagem da rea 01 ________________________________________________ 214

Figura 5.35: Modelo da rea simulada __________________________________________________________ 214

Figura 5.36: Arquivo de configurao ___________________________________________________________ 215

Figura 5.37: Resultados preliminares ENVI-met Temperatura (6h, 15h e 21h) _________________________ 216

Figura 5.38: Resultados preliminares ENVI-met Vento ____________________________________________ 217

Figura 5.39: Reviso do modelo da rea simulada _________________________________________________ 218

Figura 5.40: Resultados segunda rodada ENVI-met Temperatura (6h , 15h e 21h) ______________________ 219

Figura 5.41: Temperatura do ar para o ponto de medio (modelos com e sem vegetao) ________________ 220

Figura 5.42: Modelo para gerao da malha _____________________________________________________ 222

Figura 5.43: Convergncia da simulao para a rea 01 ____________________________________________ 223

Figura 5.44: Resultados CFX Planta e corte na rua Canrio_________________________________________ 223

Figura 5.45: Vista da nova malha, respectivamente com elemento mnimo de 4m e de 2m ________________ 224

Figura 5.46: Convergncia para simulaes com malhas de 4m e de 2m, respectivamente ________________ 224

Figura 5.47: Comparao de resultados de simulaes com malhas de 4m e de 2m, respectivamente ______ 225

Figura 5.48: Vista de topo do modelo, com campo de velocidades indicado na forma de contornos e vetores _ 225

Figura 5.49: Perfis de velocidade ao longo do modelo em perspectiva _________________________________ 226

Figura 5.50: Grficos dos perfis de velocidade ao longo do modelo ___________________________________ 227

Figura 5.51: Modelo octogonal para simulao do vento ___________________________________________ 228

Figura 5.52: Aspecto da malha prxima ao ponto de medida ________________________________________ 228

Figura 5.53: Campo de vento, vista de topo, direo SE _____________________________________________ 229

Figura 5.54: Streamline a partir da Av. Ibirapuera, direo SE________________________________________ 229

Figura 5.55: Perfis de vento em pontos selecionados, direo SE _____________________________________ 230

Figura 5.56: Campo de vento, vista de topo, direo Sul ____________________________________________ 230

Figura 5.57: Velocidades do vento para as 8 direes cardinais ______________________________________ 231

Figura 5.58: Tnel de vento do IPT e modelo utilizado ______________________________________________ 232

Figura 5.59: Aspecto da malha prxima ao ponto de medida ________________________________________ 232

Figura 5.60: Comparao dos perfis obtidos no modelo de CFD e em tnel de vento para orientao SE______ 233

Figura 5.61: Modelos utilizados para os testes ____________________________________________________ 234

Figura 5.62: Resultado de simulao com 1.000.000 e 5.000.000 de histories _________________________ 237

Figura 5.63: Simulao de radiao alterando-se a emissividade de uma superfcie ______________________ 239

Figura 5.64: Sombreamento da rea feito no Ecotect e estudo de radiao feito no CFX para as 09h e 15 h ___ 241

Figura 5.65: Alterao na diviso de partes do modelo _____________________________________________ 242

Figura 5.66: Convergncia para a simulao em regime permanente __________________________________ 242

Figura 5.67: Temperaturas na simulao permanente (00h) _________________________________________ 243

Figura 5.68: Convergncia para a simulao em regime transiente ___________________________________ 244

Figura 5.69: Temperatura superficial para os horrios das 7h e das 15h _______________________________ 245

Figura 5.70: Temperaturas em corte passando pela rua Rouxinol (15 h) _______________________________ 245

Figura 5.71: Resultado das simulaes para vento e temperatura s 7h e 15h (hora legal) ________________ 246

Figura 6.1: Padres de ocupao para a legislao de 1972 em So Paulo _____________________________ 250

Figura 6.2: Densidades de ocupao para So Paulo _______________________________________________ 251

Figura 6.3: Relaes entre a forma urbana e os parmetros de planejamento __________________________ 254

Figura 6.4: Malhas auxiliares, com excluso da rea interna ao edifcio________________________________ 255

Figura 6.5: Mapeamento do ngulo de obstruo das fachadas ______________________________________ 256

Figura 6.6: Mapeamento do coeficiente de aproveitamento _________________________________________ 257

Figura 6.7: Mapeamento da taxa de ocupao ___________________________________________________ 257

Figura 6.8: Mapeamento dos recuos mdios _____________________________________________________ 258

Figura 6.9: Estratgias para clculo da rea de silhueta ____________________________________________ 259

Figura 6.10: Rotao de coordenadas ___________________________________________________________ 259

Figura 6.11: Grfico com valores de zd e z0 calculados para a rea de estudo ___________________________ 260

Figura 6.12: Mapeamento do plano de deslocamento (zd) ___________________________________________ 261

Figura 6.13: Mapeamento da rugosidade (z0) ____________________________________________________ 261

Figura 6.14: Mapeamento do ngulo de obstruo mdio __________________________________________ 262

Figura 6.15: Mapeamento do ndice de Compacidade das quadras ___________________________________ 264

Figura 6.16: Grfico com resultados do desvio padro por quadra ___________________________________ 265

Figura 6.17: Mapeamento do Desvio padro percentual das alturas __________________________________ 266

Figura 6.18: Resultado do Ecotec importado para o MapInfo e simulao original _______________________ 267

Figura 6.19: Resultado do Ecotec importado para o MapInfo ________________________________________ 267

Figura 6.20: Resultado da simulao de vento SE importado para o MapInfo e simulao original __________ 268

Figura 6.21: Resultado da simulao de vento SE importado para o MapInfo ___________________________ 269

Figura 6.22: Mapeamento do ndice de Compacidade das quadras ___________________________________ 269

Figura 6.23: Mapeamento da diferena de amplitude trmica mdia por quadra _______________________ 270

Figura 6.24: Mapeamento da diferena de temperatura mxima por quadra ___________________________ 271

Figura 6.25: Mapeamento da diferena de temperatura mdia por quadra ____________________________ 271

Figura 6.26: Mapeamento do consumo energtico mdio por quadra _________________________________ 272

Figura 6.27: Correlao entre CA e TO e a insolao _______________________________________________ 275

Figura 6.28: Correlao entre CA e TO e vento ____________________________________________________ 276

Figura 6.29: Perfil de velocidade do vento ao longo de uma linha paralela sua direo __________________ 277

Figura 6.30: Correlao entre as variaes de obstruo e de velocidade ao longo da linha (vento SE) _______ 278

Figura 6.31: Correlao entre CA e TO e diferena na amplitude trmica ______________________________ 280

Figura 6.32: Correlao entre CA e TO e consumo de energia ________________________________________ 283

Lista de Tabelas

Tabela 2.1: Quadro-resumo da atuao dos diversos agentes na questo ambiental brasileiras .......................... 29

Tabela 2.2: Consumo de eletricidade por setores segundo o Balano Energtico Nacional .................................... 44

Tabela 2.3: Usos finais da energia nas edificaes (1990)...................................................................................... 45

Tabela 2.4: Escalas de tratamento no clima urbano ............................................................................................... 47

Tabela 2.5: Caractersticas dos modelos de simulao............................................................................................ 55

Tabela 2.6: Resultado das simulaes para as trs cidades nos horrios das 6h e 16h .......................................... 56

Tabela 2.7: Camadas utilizadas no mapeamento climtico para a cidade de Hong Kong ...................................... 57

Tabela 3.1: Grau de Confinamento .......................................................................................................................... 67

Tabela 3.2 - Valores de emissividade para diferentes tipos de cobertura de terreno ............................................. 78

Tabela 3.3: Valores de rugosidade para deferentes superfcies urbanas ................................................................ 89

Tabela 3.4: Propriedades trmicas dos materiais urbanos mais comuns .............................................................. 100

Tabela 3.5: Profundidades de estabilidade diria da temperatura do solo em metros ......................................... 101

Tabela 3.6: Parmetros de simulao no ENVI-met Configuration Editor ............................................................. 118

Tabela 3.7: Parmetros de ambientais no ENVI-met Configuration Editor ........................................................... 120

Tabela 3.8: Parmetros de caractersticas da rea no ENVI-met Configuration Editor ......................................... 121

Tabela 3.9: Mdulos do CFX com as respectivas atividades .................................................................................. 123

Tabela 3.10: Nmero de elementos na malha para variao dos parmetros de gerao ................................... 126

Tabela 3.11: Aspecto final da malha para variao nos parmetros de gerao ................................................. 127

Tabela 4.1: Quadro resumo da histria de Moema ............................................................................................... 147

Tabela 4.2: Estaes meteorolgicas na cidade de So Paulo............................................................................... 149

Tabela 4.3: Dados das estaes Ibirapuera e Congonhas para o dia da medio (04 de Fevereiro de 2007) ....... 168

Tabela 4.4: Dados das estaes Ibirapuera e Congonhas para o dia da medio (05 de Setembro de 2007) ...... 175

Tabela 4.5: Dados das medidos no ponto fixo (05 de Setembro de 2007) ............................................................. 176

Tabela 4.6: Radiao global, direta e difusa para os dias de medida ................................................................... 179

Tabela 4.7: Radiao global em plano vertical orientado para o fevereiro ........................................................... 180

Tabela 4.8: Radiao global em plano vertical orientado para o setembro .......................................................... 180

Tabela 5.1: Sensao trmica associada a valores de TEP .................................................................................... 183

Tabela 5.2: Ocorrncia de horrios em conforto para diferentes valores de Icl ..................................................... 184

Tabela 5.3: Ocorrncia de horrios em conforto para Icl iterativo ......................................................................... 185

Tabela 5.4: Desconforto por calor devido a variaes na temperatura mdia e na amplitude trmica ............... 186

Tabela 5.5: Variao da temperatura superficial para diferentes timesteps ........................................................ 187

Tabela 5.6: Temperaturas iniciais para edificaes ............................................................................................... 195

Tabela 5.7: Obstrues consideradas no estudo exploratrio ............................................................................... 205

Tabela 5.8: Consumo de energia para diversas obstrues (Iluminao) .............................................................. 206

Tabela 5.9: Consumo de energia para diversas obstrues (Resfriamento) .......................................................... 207

Tabela 5.10: Consumo de energia para diversas obstrues (Aquecimento) ........................................................ 207

Tabela 5.11: Opes para variveis de simulao ................................................................................................. 215

Tabela 5.12: Opes para variveis de simulao ................................................................................................. 222

Tabela 6.1: Hiptese inicial de correlao entre parmetros de ocupao e variveis ambientais ...................... 273

Tabela 6.2: Limites das variveis no universo estudado ........................................................................................ 273

Tabela 6.3: Matriz de correlao entre as variveis independentes ..................................................................... 274

Tabela 6.4: Fatores de correlao e determinao com insolao para cada varivel independente .................. 275

Tabela 6.5: Fatores de correlao e determinao com vento para cada varivel independente ........................ 276

Tabela 6.6: Fatores de correlao e determinao com variao de vento para cada varivel independente (total)

............................................................................................................................................................................... 278

Tabela 6.7: Fatores de correlao e determinao com variao de vento para cada varivel independente (s

simuladas) .............................................................................................................................................................. 278

Tabela 6.8: Fatores de correlao e determinao com a amplitude trmica para cada varivel independente . 281

Tabela 6.9: Fatores de correlao e determinao com a diferena em Tmax para cada varivel independente 281

Tabela 6.10: Fatores de correlao e determinao com a diferena em Tmed para cada varivel independente

............................................................................................................................................................................... 282

Tabela 6.11: Fatores de correlao e determinao com o consumo de energia para cada varivel independente

............................................................................................................................................................................... 283

Tabela 6.12: Consumo de energia (kWh/mano) e aumento da temperatura (C) .............................................. 284

Tabela 6.13: Variao dos valores em relao variao mxima para consumo de energia e diferena na

temperatura mxima ............................................................................................................................................. 285

Lista de Smbolos

Grandeza Smbolo Unidade

Absortncia monocromtica direcional (-) Altura H m Altura angular Altura angular Altura da medida de referncia zref m Amplitude trmica diria Ampl C ngulo de incidncia da radiao direta iR ngulo de obstruo no ponto mdio Obst ngulo horrio do sol ngulo zenital rea A m rea arborizada ARV (-) rea de piso parcialmente sombreada PSA(t) (-) Arrasto provocado pela vegetao Si s/m Azimute Calor especfico cp J/(kg C) Calor latente de evaporao clat J/kg Capacidade trmica volumtrica Cp J / (m C) Carga de calor antropognico Qa W/m Carga de calor latente QE* W/m Carga lquida de radiao QR* W/m Carga lquida de radiao QR* W/m Carga trmica armazenada Qa* W/m Carga trmica sensvel turbulenta QH W/m Cluster Thermal Time Constant CTTC h Coeficiente de aproveitamento CA (-) Coeficiente de arrasto CD (-) Coeficiente de arrasto com um elemento de rugosidade cR (-) Coeficiente de arrasto sem elemento de rugosidade cs (-) Coeficiente de conveco hc W/(mC) Coeficiente de conveco do interno hci W/(m

2 oC) Coeficiente de transferncia de calor por conveco CH m Coeficiente de transmisso de calor do vidro U W/(m2 oC) Coeficiente de troca radioativa hr W/(m

2 oC) Coeficiente para amplitude trmica ModAmpl (-) Coeficiente para temperatura mdia ModTmd (-) Coeficiente total de transferncia de calor na superfcie h W/(m2 oC) Coeficientes empricos para clculo de rugosidade cf (-) Coeficientes para clculo de armazenamento de calor urbano a1, a2 e a3 (-) Coeficientes para clculo de velocidade do vento no canyon k', ,, y Comprimento de Monin-Obukhov Lmo m Comprimento de onda m Comprimento de uma parte no modelo de canyon P3i m Comprimento ou Largura L m Condutividade trmica k W/(m oC) Constante de Stefan-Boltzman W/m K Constante de Von Karman k m Constante solar Isc W/m Consumo de energia CE kWh Consumo de energia CE kWh/(m ano) Coordenadas espaciais x, y, z m Declinao do sol Densidade kg/m Densidade de elementos em planta P (-) Densidade de elementos no plano perpendicular ao vento F (-) Deslocamento do plano de rugosidade zd m Desvio padro das alturas DpH m Difusidade de momento m/s Difusidade trmica m/s Emisso de infravermelho prximo NIR (-)


Emisso de luz visvel identificadavia satlite Vis (-) Emisso radiativa E W/m Emissividade - Emitncia monocromtica direcional (-) Environmental Lapse Rate ELR m/s Espessura total eT m Fator de Forma Fij (-) Fator solar do vidro FS (-) Fator viso do cu Fcu (-) Fora F N Funo da estabilidade x (-) Grau de confinamento DoE (-) Gravidade g m/s Inclinao do plano com o horizonte ndice de Compacidade Ic (-) ndice de Limpidez kt (-) ndice de nebulosidade NI Intensidade da ilha de calor Tr-u C Intervalo de tempo t s Isolamento da roupa Icl clo Latitude Microescala de Kolmogorov para Turbulncia (-) Normalized Differencial Vegetation Index NVDI (-) Nmero de andares expostos no clculo de consumo de energia NCE (-) Nmero de Biot Bi (-) Nmero de Biot para adiao BiR (-) Nmero de edifcios NEd (-) Nmero de elementos do grid que interceptam a fachada ngrid (-) Nmero de Fourier Fo (-) Nmero de Nusselt Nu (-) Nmero de Prandtl Pr (-) Nmero de Reynolds Re (-) Nmero de Richardson Ri (-) Nmero de Stanton St (-) Parmetro de clima urbano I (-) Parmetro de Coriolis f 1/s Percentual de desvio padro das alturas em relao altura mdia DpH% (-) Perodo de interesse P S Populao da rea urbana Pop hab Profundidade de amortecimento D m Radiao difusa Id W/m Radiao direta ID W/m Radiao global IG W/m Radiao no topo da atmosfera Io W/m Radiao solar normal IN W/m Razo rea superficial volume RA/V 1/m Razo entre rea de vidro e rea total da parede WWR (-) Recuos mdios RM m Refletncia hemisfrica angular monocromtica (-) Rugosidade aerodinmica z0 m Superfcie de gua AS (-) Taxa de lapso adiabtico seco K/m Taxa de ocupao TO (-) Taxa metablica M met Temperatura T C* Temperatura de fundo de cu Tcu C ou K Temperatura de ponto de orvalho Tpo C Temperatura equivalente percebida TEP C Temperatura mdia das ltimas 24 horas Tmed24h C Temperatura mdia mensal Tmm C Temperatura potencial C Temperatura potencial de referncia ref m/s

2 Temperatura potencial virtual y C


Temperatura radiante mdia Trm C Tenso de cisalhamento N/m Umidade absoluta q kg/kg Umidade relativa UR % Velocidade de Frico u* m/s Velocidade do vento u m/s Velocidade do vento de referncia uref m/s Velocidade do vento no eixo x u m/s Velocidade do vento no eixo y v m/s Velocidade do vento no eixo z w m/s Velocidade resultante do fluido V m/s Viscosidade do fluido kg/(s m) Volume V m

Subscritos Unidade Smbolo

Canyon C Graus centgrados C

Cu cu Kelvin K

Edifcio Edif Joule J

Fachada F Metro m

N m, n Watt W

Solar s Radianos rad

Solo g Metro quadrado m

Superfcie sup, i, j Grau

Sumrio

1. Introduo ____________________________________________________________ 23

1.1. Objeto e hiptese _______________________________________________________________ 23

1.2. Objetivos ________________________________________________________________________ 25

1.3. Estrutura do trabalho ____________________________________________________________ 26

2. Planejamento urbano e clima __________________________________________ 27

2.1. A questo ambiental e a cidade _________________________________________________ 27

2.2. Desenvolvimento do planejamento urbano ambiental ____________________________ 33

2.3. Planejamento e clima urbano ____________________________________________________ 43

2.3.1. A insero das questes climticas na avaliao do ambiente urbano __________________ 43

2.3.2. Abordagem: a questo das escalas no clima urbano ________________________________ 46

2.3.3. Contribuies da anlise climtica para o planejamento _____________________________ 52

3. Modelos de clima urbano ______________________________________________ 65

3.1. Classificao ____________________________________________________________________ 65

3.1.1. Modelos empricos __________________________________________________________ 65

3.1.2. Modelos de balano de energia ________________________________________________ 67

3.1.3. Modelos fluidodinmicos _____________________________________________________ 69

3.1.3.1. Campo de velocidades ______________________________________________________ 70

3.1.3.2. Equaes fundamentais da mecnica dos fluidos ________________________________ 70

3.2. Modelos analticos _______________________________________________________________ 73

3.2.1. Parmetros de radiao ______________________________________________________ 73

3.2.1.1. Posio do sol ____________________________________________________________ 74

3.2.1.2. A radiao solar incidente e suas parcelas ______________________________________ 76

3.2.1.3. Radiao incidente em superfcies verticais orientadas ___________________________ 77

3.2.1.4. Propriedades radiativas dos materiais _________________________________________ 77

3.2.1.5. Temperatura de fundo de cu _______________________________________________ 79

3.2.1.6. Fatores de forma __________________________________________________________ 80

3.2.2. Parmetros de conveco _____________________________________________________ 83

3.2.2.1. Fenmenos que originam o vento ____________________________________________ 83

3.2.2.2. Rugosidade _______________________________________________________________ 84

3.2.2.3. Perfil de vento para camada limite neutra ______________________________________ 89

3.2.2.4. Turbulncia ______________________________________________________________ 90

3.2.2.5. Estabilidade ______________________________________________________________ 92

3.2.2.6. Velocidades dentro do canyon _______________________________________________ 96

3.2.2.7. Trocas de calor por conveco _______________________________________________ 97

3.2.3. Parmetros de armazenamento de calor _________________________________________ 99

3.2.3.1. Solues analticas _________________________________________________________ 99

3.2.3.2. Mtodo de diferenas finitas ________________________________________________ 103

3.2.4. Balano: exemplos _________________________________________________________ 107

3.2.4.1. Cluster Thermal Time Constant CTTC ________________________________________ 107

3.2.4.2. Urban Canopy Layer Model _________________________________________________ 108

3.2.4.3. UCLM 30 e UCLM 60 _______________________________________________________ 111

3.3. Modelos computacionais _______________________________________________________ 114

3.3.1. Envi-met _________________________________________________________________ 114

3.3.1.1. Estrutura ________________________________________________________________ 114

3.3.1.2. Anlise dos termos ou etapas _______________________________________________ 117

3.3.1.3. Exemplo de resultados _____________________________________________________ 121

3.3.2. Aplicativos de CFD (CFX) _____________________________________________________ 122

3.3.2.1. Estrutura ________________________________________________________________ 122

3.3.2.2. Confeco do modelo _____________________________________________________ 124

3.3.2.3. Determinao da malha ____________________________________________________ 125

3.3.2.4. Domnio ________________________________________________________________ 129

3.3.2.5. Condio limite de entrada e sada ___________________________________________ 130

3.3.2.6. Condio limite das superfcies slidas ________________________________________ 131

3.3.2.7. Expresses com variveis ___________________________________________________ 132

3.3.2.8. Controle de soluo _______________________________________________________ 133

3.3.2.9. Exemplos de resultados obtidos _____________________________________________ 133

3.4. Avaliao dos modelos _________________________________________________________ 134

4. Estudo de Caso ______________________________________________________ 139

4.1. A Regio Metropolitana de So Paulo (RMSP) e a capital _________________________ 139

4.2. Definio da rea de estudo ____________________________________________________ 144

4.2.1. Delimitao _______________________________________________________________ 144

4.2.2. Histrico _________________________________________________________________ 147

4.3. Contextualizao Climtica _____________________________________________________ 148

4.3.1. Classificao climtica do municpio ____________________________________________ 148

4.3.2. Regime de ventos __________________________________________________________ 149

4.4. Levantamento __________________________________________________________________ 154

4.4.1. Desenho da rea ___________________________________________________________ 154

4.4.1.1. Procedimento ____________________________________________________________ 154

4.4.1.2. Resultados da vetorizao __________________________________________________ 157

4.4.2. Levantamento em campo ____________________________________________________ 157

4.4.3. Apresentao de resultados __________________________________________________ 159

4.5. Medidas de campo _____________________________________________________________ 163

4.5.1. Planejamento _____________________________________________________________ 163

4.5.2. Medio de Fevereiro _______________________________________________________ 165

4.5.3. Medio de Setembro _______________________________________________________ 174

5. Simulaes __________________________________________________________ 181

5.1. Modelos analticos desenvolvidos _______________________________________________ 181

5.1.1. Estudos com ndices de conforto ______________________________________________ 181

5.1.2. Aplicao do modelo de diferenas finitas _______________________________________ 187

5.1.3. Canyon urbano ____________________________________________________________ 195

5.1.4. Consumo de energia ________________________________________________________ 201

5.1.4.1. LT Urban ________________________________________________________________ 201

5.1.4.2. PRECIs __________________________________________________________________ 203

5.1.4.3. Obstruo 1.0____________________________________________________________ 204

5.2. Modelos computacionais utilizados ______________________________________________ 211

5.2.1. Insolao (Ecotect) _________________________________________________________ 211

5.2.1.1. Modelagem da rea _______________________________________________________ 211

5.2.1.2. Resultados ______________________________________________________________ 212

5.2.2. ENVI-Met _________________________________________________________________ 213

5.2.2.1. Modelagem da rea _______________________________________________________ 213

5.2.2.2. Parmetros de entrada ____________________________________________________ 214

5.2.2.3. Primeiro grupo de simulaes _______________________________________________ 215

5.2.2.4. Segundo grupo de simulaes ______________________________________________ 218

5.2.3. CFX: Simulao aerodinmica _________________________________________________ 222

5.2.3.1. Modelagem da rea _______________________________________________________ 222

5.2.3.2. Primeiro grupo de simulaes _______________________________________________ 223

5.2.3.3. Segundo grupo de simulaes ______________________________________________ 224

5.2.3.4. Simulao com modelo octogonal ___________________________________________ 227

5.2.3.5. Comparao com resultados de tnel de vento _________________________________ 232

5.2.4. CFX Simulao trmica _____________________________________________________ 234

5.2.4.1. Modelo _________________________________________________________________ 234

5.2.4.2. Aplicao _______________________________________________________________ 241

5.3. Avaliao geral dos procedimentos e resultados _________________________________ 247

6. Clima e ocupao ___________________________________________________ 249

6.1. Ferramentas de planejamento urbano no Brasil __________________________________ 249

6.2. Variveis de ocupao _________________________________________________________ 254

6.2.1. Dados das fachadas _________________________________________________________ 255

6.2.2. Parmetros bsicos _________________________________________________________ 256

6.2.3. Parmetros avanados ______________________________________________________ 258

6.2.3.1. Rugosidade ______________________________________________________________ 259

6.2.3.2. Obstruo mdia _________________________________________________________ 262

6.2.3.3. ndice de compacidade ____________________________________________________ 262

6.2.3.4. Variao de alturas ________________________________________________________ 265

6.3. Simulaes _____________________________________________________________________ 266

6.3.1. Insolao _________________________________________________________________ 266

6.3.2. Vento CFD ________________________________________________________________ 268

6.3.3. Temperatura- Modelo Analtica _______________________________________________ 270

6.3.4. Consumo de energia ________________________________________________________ 272

6.3.5. Equaes de regresso ______________________________________________________ 272

6.3.5.1. Insolao ________________________________________________________________ 275

6.3.5.2. Ventilao _______________________________________________________________ 276

6.3.5.3. Temperatura _____________________________________________________________ 280

6.3.5.4. Consumo de energia_______________________________________________________ 283

6.4. Avaliao dos resultados ________________________________________________________ 284

7. Consideraes Finais _________________________________________________ 287

7.1. Verificao da hiptese e dos objetivos __________________________________________ 287

7.2. Contribuies e limites __________________________________________________________ 287

7.3. Desenvolvimentos futuros ________________________________________________________ 289

7.4. Consideraes sobre a interdisciplinaridade ______________________________________ 290

Referncias ______________________________________________________________ 293

ANEXOS

As Interaes Espaciais Urbanas e o Clima

1.

1.1. Objeto e hiptese

O impacto das atividades antrpicas no vem sendo constantemente revisitado na mdia e na agenda poltica internacional. A ao humana, supostamente, as escalas, com resultados apresenta uma extensa discussodos impactos desta alteraoda ocorrncia de episdios climticos violentos (enchentes, tornados, ondas de calor, etc.); risco de derretimento das calotas polareselevao no nvel dos oceanos; aumento no condicionamento de edifcios

Em um plano global, parece haver consenso, de que precisam ser adotadas no sentido de reverter essa influnciaentanto, quando se trata da questo sob urbanismo, verifica-se que este tema ainda carece de para que permita a apropriao dos seus conceitos na prtica projetuae de planejamento cotidianas.

primeira vista, ao se buscar uma clima urbano, pode ser tentador de Buckminster Fuller para a cidade de Nova York2005). Maravilhado pelas possibilidades estruturais da geodsica epelos avanos tecnolgicos, eletransparente sobre Manhattan que criaria um ambientecompletamente controlado (

Interaes Espaciais Urbanas e o Clima

1. Introduo

Objeto e hiptese

O impacto das atividades antrpicas no comportamento atmosfrico vem sendo constantemente revisitado na mdia e na agenda poltica internacional. A ao humana, supostamente, afeta o clima em vrias as escalas, com resultados freqentemente negativos. Roaf (2004)

uma extensa discusso, em tom bastante alarmista, acerca dos impactos desta alterao. A autora cita como exemplos: aumento da ocorrncia de episdios climticos violentos (enchentes, tornados,

etc.); risco de derretimento das calotas polares, com vel dos oceanos; aumento no consumo energtico para

condicionamento de edifcios; dentre outros.

Em um plano global, parece haver consenso, de que polticas pblicas no sentido de reverter essa influncia. No da questo sob a tica da arquitetura e do

se que este tema ainda carece de desenvolvimento a apropriao dos seus conceitos na prtica projetual

e de planejamento cotidianas.

primeira vista, ao se buscar uma estratgia de abordagem para o tentador se deixar guiar por propostas como a

Buckminster Fuller para a cidade de Nova York, em 1968 (BFI, Maravilhado pelas possibilidades estruturais da geodsica e

pelos avanos tecnolgicos, ele projetou uma estrutura geodsica sobre Manhattan que criaria um ambiente

completamente controlado (Figura 1.1).

23

Introduo

111

Figura 1.1: Cpula de

Buckminster Fuller sobre a cidade de

Nova York

Fonte: BFI,2005

24 Rafael Silva Brando

Introduo

A idia de controlar o comportamento trmico dos ambientes havia ganhado fora com a disseminao de aparelhos de ar condicionado. Se era possvel adequar o clima ao conforto humano no interior dos edifcios, por que no tentar controlar o clima externo tambm? Em um perodo de energia barata e ilimitada, o desenvolvimento tecnolgico parecia ser a soluo para todo e qualquer problema da humanidade.

Nos mais de quarenta anos que separam este perodo do atual, esta viso tecnolgica extremista perdeu fora e a interao com os recurso naturais passou a ser premissa nas intervenes espaciais. A partir da, vrias tentativas no sentido de incorporar a questo climtica, e ambiental foram realizadas, em um escopo mais amplo; no processo de planejamento e projeto tanto do edifcio, quanto da cidade.

A complexidade envolvida no estudo desta questo fez com que a interdisciplinaridade se tornasse uma necessidade. Inserido em uma linha de pesquisa da Arquitetura e Urbanismo, este trabalho aborda a questo por uma tica propositiva que prpria do arquiteto. Por isso, busca-se aqui fornecer insumos para a interveno espacial, gerando ambientes com maior qualidade para seus ocupantes.

O objeto desta pesquisa o clima urbano, entendido como a ambincia trmica de uma rea limitada, gerada pela interao entre a atmosfera e o ambiente construdo de uma cidade, ou de parte dela, que afeta as condies de conforto trmico do pedestre e o consumo energtico das edificaes.

Estas edificaes, que compem as cidades, interceptam e transformam a energia trmica e cintica do ambiente, modificando as condies ambientais do seu entorno. Isso gera situaes microclimticas especficas nos diferentes recintos urbanos e altera a condio da atmosfera superior at onde segue a sua rea de influncia. Ao mesmo tempo em que so agentes de transformao da ambincia trmica, elas tambm sofrem seus efeitos, a partir de alteraes na sua condio interna que podem afast-la ou aproxim-la da zona de conforto trmico humano.

As alteraes no ambiente trmico interno e externo podem ser determinadas atravs da aplicao de princpios fsicos de termodinmica para reas de controle limitadas. A escolha e parametrizao destes modelos, a seleo das variveis e as formas de anlise dos resultados constituem o foco deste trabalho.

Vrios estudos, que sero apresentados no decorrer deste trabalho, comprovaram a existncia de uma relao entre a ocupao urbana e o clima. Partiu-se da hiptese de que a ocupao urbana pode ser descrita somente atravs das variveis que so mais frequentemente utilizadas no planejamento urbano taxa de ocupao, coeficiente de aproveitamento e recuos e que estas variveis so suficientes para que se determine a ambincia trmica de um determinado espao urbano.

Uma vez conhecida esta relao, acreditava-se que ela poderia ser generalizada para situaes similares, permitindo ao planejador

As Interaes Espaciais Urbanas e o Clima 25

Introduo

controlar, orientar ou estimular os arranjos espaciais urbanos, de modo a aproximar as condies ambientais dos recintos daquelas desejadas, sob ponto de vista trmico e energtico.

Pretende-se, ainda, revisar a abordagem urbanstica do planejamento climtico, com o objetivo de construir ferramentas e mtodos para que se possa efetivamente incorporar a questo nos processos de projeto e gesto das cidades.

Observa-se que, apesar de haver literatura disponvel para estudo da questo climtica urbana, a parametrizao dos modelos para realidade urbana e climtica nacional permanece pouco explorada. A caracterizao do comportamento trmico e energtico diurno de reas com ocupao heterognea, tpicas das grandes cidades brasileiras baseada em uma combinao de modelagem analtica, simulaes computacionais, ferramentas de geoprocessamento e verificaes empricas constitui o ineditismo deste trabalho.

1.2. Objetivos

O objetivo geral deste trabalho gerar uma metodologia de avaliao da ambincia trmica urbana cujos resultados se prestem a orientar decises de projeto e gesto nas cidades brasileiras. Buscou-se sempre utilizar variveis e ferramentas familiares ao planejador urbano, quando possvel, ou trabalhar com as variveis de modo a produzir resultados passiveis de incorporao s legislaes urbanas, gesto administrativa municipal ou ao processo de desenho urbano e arquitetnico.

Para isso, devem ser cumpridos os seguintes objetivos especficos:

Estabelecer um marco terico para a compatibilizao do estudo do clima com a prtica de planejamento urbano;

Levantar, classificar e descrever os modelos de anlise de clima urbano, com principal enfoque naqueles que utilizam os princpios da termodinmica para analisar os fenmenos;

Elencar as variveis do ambiente construdo que impactam o clima urbano, bem como a participao de cada uma na alterao deste;

Desenvolver um mtodo para aplicao dos modelos em reas urbanas heterogneas;

Aplicar o mtodo a uma rea piloto, validando os modelos utilizados a partir da comparao dos resultados da sua aplicao com medies de campo;

Comparar os resultados obtidos na avaliao da ambincia trmica com os parmetros de ocupao locais, buscando extrair generalizaes.


Introduo

1.3. Estrutura do trabalho

A tese est estruturada em 7 captulos, sendo o primeiro esta introduo.

O captulo 2 apresenta uma reviso de algumas teorias de planejamento urbano, destacando a maneira como elas enxergam a questo ambiental, dentro da qual se incluiria a questo climtica. Algumas aplicaes de planejamento e suas potencialidades so tambm discutidas.

No captulo 3 so discutidos os modelos para avaliao do clima urbano. As variveis envolvidas so levantadas e sua parametrizao apresentada

No captulo 4 apresentada a rea de estudo, sua contextualizao geogrfica, histrica e climtica e o levantamento de dados realizado, incluindo caractersticas da ocupao urbana e medies de variveis ambientais em campo.

No captulo 5, os modelos estudados so aplicados na rea de estudo, verificando o seu comportamento trmico e energtico. Os parmetros utilizados e os limites de aplicao so estudados a partir de um caso concreto, comparando-se os resultados com as medies realizadas.

No captulo 6, so estabelecidas relaes entre os resultados das simulaes e os parmetros de ocupao da rea de estudo. Buscou-se verificar a possibilidade de generalizao das informaes e apropriao nas prticas de planejamento urbano.

No captulo 7, so apresentadas as consideraes finais, a verificao da hiptese e discusso de possveis estudos futuros.


Planejamento urbano e clima

2. Planejamento

urbano e clima 222

As cidades estiveram sempre inseridas no meio-ambiente. Cresceram, modificando este ambiente de forma predatria ou harmnica. Nos ltimos anos, as cidades foram inseridas na discusso ambiental, tendo crescido a participao da sua populao no total mundial1.

Este captulo busca levantar um histrico das abordagens cientficas ambientais e urbanas de modo a estabelecer paralelos, cruzamentos e potencialidades de integrao. O objetivo construir um marco terico que sirva de base para propostas de aplicao futura de critrios climticos no planejamento urbano.

2.1. A questo ambiental e a cidade

A questo ambiental vem sendo cada vez mais abordada em todos os ramos da atividade humana. Na construo civil e no planejamento urbano, esta incorporao est sendo abrigada, hoje, sob a marca de urbanismo ou construo verde ou sustentvel. Observando a grande variedade de solues arquitetnicas e urbansticas atuais que se apresentam no discurso sob este rtulo, possvel questionar a existncia de um conceito nico que oriente todas as propostas. Na verdade, apesar da diversidade de solues, e at mesmo de conceitos, h vrios pontos em comum que definiriam um paradigma deste tipo de urbanismo. Aqui, vale tomar emprestada a diferenciao de Kunh entre regra e paradigma que, embora construda para a pesquisa cientfica, se aplica ao projeto e ao planejamento.

[...] introduzi a noo de paradigmas compartilhados ao invs das noes de

regras, pressupostos e pontos de vistas compartilhados, como sendo a fonte

da coerncia para as tradies da pesquisa normal. As regras, segundo

minha sugesto, derivam dos paradigmas, mas os paradigmas podem dirigir

a pesquisa mesmo na ausncia de regras. (KUNH, 1994, p. 66)

Para entender estes paradigmas, no entanto, fundamental uma compreenso da evoluo do processo de planejamento e sua relao com as variveis relativas aos fenmenos climticos e energticos, sendo este o objetivo deste captulo.

Embora as preocupaes ambientais remontem ao sculo XIX, o movimento ambiental, como conhecido hoje, teve suas origens nos

1

S no Brasil, segundo dados do

IBGE (BRASIL, 2007), a

participao urbana na

populao passou de 30% do

total em 1940 para 81% em

2000



Estados Unidos da dcada de 60. Grupos isolados defendiam a preservao ambiental, em uma reao destruio causada pela sociedade industrial. Apesar de ter sido considerado ingnuo e do enfoque excessivamente preservacionista, o movimento ganhou fora da dcada seguinte, se disseminando pelos demais pases industrializados e chegando Amrica Latina, Europa Oriental, Unio Sovitica e Leste da sia na dcada de 80 (VIOLA, 1991).

Em 1970, o movimento ambiental perde seus contornos ingnuos a partir da formao do Clube de Roma que, ao emitir o relatrio Os Limites do Crescimento, recuperou a lgica malthusiana de necessidade de conteno do crescimento econmico e populacional em nveis extremos para que se evitasse uma degradao ambiental ainda maior (MEADOWS, 1971)2.

Um contraponto menos radical foi estabelecido na Conferncia de Estocolmo de 1972, onde foi proposto um controle gradual dos crescimentos econmico e populacional, e no sua total interrupo como proposto Clube de Roma.

O Brasil participou da conferncia com uma postura oposta dominante, pois, envoltos com o Milagre Econmico, os representantes brasileiros defendiam uma industrializao intensa do pas, sem grandes preocupaes ambientais. Para isso, contavam com a grande disponibilidade de recursos naturais e com a capacidade do ambiente, ainda relativamente pouco explorado, de absorver os eventuais impactos (VIOLA, 1991).

importante observar o carter unilateral das recomendaes feitas por ambos os grupos, jogando o peso da conservao do ambiente para os pases menos desenvolvidos, detentores da maior parte do patrimnio ambiental, para que os industrializados pudessem manter seus nveis de produo.

O Brasil iniciou-se timidamente na questo ambiental ainda na dcada de 70, quando foram criadas instituies no governamentais preocupadas com a questo e, mais tarde, as agncias ambientais governamentais com o objetivo de apagar a imagem negativa deixada pela delegao brasileira na Conferncia de Estocolmo.

De 1971 a 85, estes foram os dois principais agentes da questo ambiental, agindo basicamente com enfoque na preservao ambiental, combatendo a poluio industrial e a destruio de belezas paisagsticas por empreendimentos humanos e preservando algumas amostras de ecossistemas. Houve uma importao acrtica do modelo internacional, que deixou de fora questes importantes na realidade brasileira, como o controle populacional e o saneamento bsico, que j haviam sido resolvidas nos pases industrializados.

Entre 1985 e 91 a disseminao da preocupao com o ambiente transformou o movimento ambiental em multi-setorial, com vrias entidades e grupos envolvidos. A Tabela 2.1 mostra a viso de Viola (1991) da atuao de cada setor envolvido nos perodos de 1971-1985 e 1986-1991.

2

MEADOWS, Donella et al. The

limits of growth. Washington:

Potomac, 1971 apud

SIMMONS, 2000



AGENTES ATUAO 1971-1985 1986-1991

ONGs e Grupos ambientais

Denuncia e conscientizao; Apropriao acrtica do modelo

internacional, deixando de fora controle populacional e saneamento bsico;

Influncia limitada na formulao de polticas ambientais;

Tidas como ingnuas e tecnicamente incompetentes pelo governo.

Surgem novas organizaes com perfil profissional e outras,

amadoras, se profissionalizam; Buscam alternativas viveis para a recuperao do

ambiente; Influncia nas agncias estatais e na Constituio de 88; Desde 88, adotam a viso do desenvolvimento sustentvel.

Agncias Governamentais

Socializao dos custos orienta sistema

de licenciamento ambiental e controle de poluio;

Tidas como pouco severas e lentas pelas ONGs;

Trabalham com hiptese de disponibilidade infinita de recursos no Brasil.

Assumem funo normativa e avaliadora Disseminam a problemtica ambiental no governo; Promovem interao entre agncias e comunidade cientfica

e entre as prprias agncias; IBAMA traz a questo do uso conservacionista de recursos.

Grupos Scio-ambientais

- Atuam em causas sociais com impacto ambiental como seringueiros, sem terra, etc;

Instituies cientficas

- Abordam a questo de forma interdisciplinar; Proporcionam embasamento cientfico pras propostas

elaboradas.

Mercado consumidor

- Surge a conscientizao e passam a exigir atitudes ambientalmente corretas dos produtores.

Empreendedores - Interessados nas oportunidades empresariais da proteo ambiental;

Financiam as ONGs profissionais.

Agncias internacionais

- Devem reger questes que ultrapassam as fronteiras nacionais.

O marco definitivo da questo ambiental no Brasil a realizao da Conferncia das Naes Unidas Sobre Meio Ambiente e Desenvolvimento (UNCED) em 1992 no Rio de Janeiro. A conferncia teve repercusso internacional e consolidou a viso do desenvolvimento sustentvel como a base para a elaborao de polticas relacionadas ao meio-ambiente. Embora isso sugira a iluso de um consenso nos meios cientficos e polticos, o desenvolvimento sustentvel ainda um conceito exageradamente amplo e dificilmente aplicvel de maneira direta. No relatrio Nosso Futuro Comum, foi apontada a necessidade de um novo tipo de desenvolvimento capaz de manter o progresso humano no apenas em alguns lugares por alguns anos, mas em todo o planeta at um futuro longnquo (ONU, 1988, p. 4). O desenvolvimento sustentvel seria, deste modo, aquele que permite o atendimento das necessidades presentes sem comprometer a capacidade das geraes futuras de atenderem suas prprias necessidades. Costa afirma que o consenso gerado em torno do termo, na verdade, muito mais resultado de sua generalidade e impreciso do que da sua consistncia (COSTA, 2000). As diversas definies que a sustentabilidade ganhou desde a sua popularizao merecem maiores discusses.

Tabela 2.1: Quadro-resumo da

atuao dos diversos agentes na questo

ambiental brasileiras

Fonte: Baseado em Viola (1991)



Bartelmus (1994) mostra que o conceito de sustentabilidade nasceu na prpria cincia ecolgica, significando o comportamento prudente de um predador que evitava caar acima da sua necessidade e da capacidade de recuperao da populao de presas, tendo sido rapidamente apropriado pelo discurso econmico como a conduta de manter equilibrada a receita e a despesa em um determinado perodo de tempo. O autor, porm, chama a ateno para o fato de que o termo atingiu uma grande variedade de significados, diferindo de acordo com as perguntas bsicas: de que, para quem, onde e quando.

Para Costa (2000) o desenvolvimento sustentvel uma traduo do projeto de modernidade capitalista ocidental, que necessita da conservao da natureza para o processo de acumulao de capital no momento atual. O debate da sustentabilidade, na viso da autora, est mais relacionado manuteno de uma determinada ordem social do que propriamente preservao da natureza.

Apesar da identificao feita entre o projeto capitalista ps-moderno e desenvolvimento sustentvel, o discurso da sustentabilidade pode abrigar diversas prticas e posturas ideolgicas, o que vem contribuindo para o enfraquecimento do conceito atravs de definies exageradamente amplas e da utilizao exaustiva do termo nos meios cientficos e na mdia. A indefinio do conceito est ligada principalmente a uma necessidade poltica de apropriao, por parte de grupos de interesse, como definidor de prticas futuras ou diferencial na atrao de recursos, como mostra Acselrad (1999, p.80):

Por um lado, se a sustentabilidade vista como algo bom, desejvel,

consensual, a definio que prevalecer vai construir autoridade para que se

discriminem, em seu nome, as boas prticas das ruins. Abre-se, portanto,

uma luta simblica pelo reconhecimento da autoridade para falar em

sustentabilidade.

Contudo, no tratamento do urbano, a noo de sustentabilidade foi desconsiderada por quase 30 anos. Incapazes de lidar com a questo das aglomeraes de populao, os ambientalistas passaram a negar a sua existncia, tratando a cidade como uma estrutura danosa ao meio-ambiente e excluindo da abordagem um processo social importante para o entendimento do problema ambiental (COSTA, 2000). A explicao para a oposio ferrenha est, segundo Steiberger (2001, p. 1339), na origem histrica diametralmente oposta das dos dois fenmenos.

H uma hostilidade do movimento ambientalista para com a existncia de

cidades e para entend-la preciso retornar origem das preocupaes

urbana e ambiental. A urbana surgiu com a generalizao do capitalismo

ocidental urbano-industrial e a consolidao de um projeto de modernidade.

A ambiental surgiu das reaes s caractersticas negativas da organizao

territorial associada a esse projeto.



Aos poucos, porm, a resistncia dos ambientalistas em relao s cidades foi cedendo, indicando mudanas no conceito de ambiente de uma viso preservacionista tradicional para uma que tratava de problemas urbanos e sociais como o abastecimento, abrindo caminho para uma nova tica de abordagem integrada. Sob este prisma, defendida uma viso holstica, tomando como base o ponto de vista dos diversos atores envolvidos e adotando prticas de gesto e de intermediao de conflitos, ao invs das prticas tradicionais de planejamento (PACHECO et al., 2000).

Outra abordagem interessante divide o discurso do desenvolvimento sustentvel em diversas matrizes: da eficincia, da eqidade, da escala, da tica e a da auto-suficincia (ACSELRAD, 1999). A primeira e a terceira esto relacionadas a uma racionalidade econmica, buscando ou otimizar ou conter os processos e assim viabilizar a continuidade dos mesmos e da sociedade. A segunda e a quarta, na verdade, tratam de uma mudana de paradigma, pois se interessam por uma justia invivel no sistema capitalista. questionvel se seriam realmente discursos de sustentabilidade, tendo em comum com os demais somente a necessidade de continuidade da vida humana e tentando alterar os demais aspectos da vida social. A ltima contm um forte vis ideolgico, pregando a desvinculao das economias nacionais com os fluxos do mercado mundial.

Bartelmus (1994, p. 64), por sua vez, apresenta uma diviso prpria, que pode ser tomada como complementar anterior, afirmando que no que se refere disponibilidade de bens relevantes para o bem-estar humano, trs categorias de sustentabilidade podem ser estabelecidas de acordo com a fonte dos bens: econmica, ecolgica e social. O autor ainda separa a sustentabilidade em mais dois tipos: a do capital humano e a do capital natural. A viso obviamente voltada para a questo econmica, o que pode ser percebido pela prpria terminologia. Ela se aproxima bastante do discurso tecnocntrico, no qual os mercados e a tecnologia so o ponto de partida para a elaborao do planejamento urbano e onde o bem-estar humano, e no o ambiente, deve ser o foco de preocupao (TATE & MULEGETTA, 1998). O meio natural, nesta linha, visto como uma fonte de recursos a ser preservada, ou mais ainda, capitalizada:

Os sistemas naturais disponibilizam recursos sem custo monetrio como

gua, oxignio, fluxos de nutrientes, capacidade de assimilao de dejetos e

outros bens menos tangveis. [...] Enquanto estes bens e servios no so

escassos eles no afetam a sustentabilidade da produo e do crescimento

econmico, ou o bem-estar humano (BARTELMUS, loc cit).

Bartelmus (1994) mostra tambm que importante diferenciar dois conceitos constantemente confundidos: a sustentabilidade e a otimizao. Esta ltima est relacionada somente produtividade do processo, capacidade de realiz-lo com o menor consumo de capitais e recursos possvel, mas no diz nada da capacidade de continuidade do processo. H prticas que podem estar perfeitamente otimizadas e no serem sustentveis e vice versa. Qualquer prtica, por exemplo,



que envolva o uso de recursos naturais no renovveis, tem sustentabilidade limitada sob este ponto de vista, mesmo que esteja totalmente otimizada e eficiente.

Tate & Mulegetta (1998) levam esta viso ao extremo, afirmando que a unio entre tecnologia e liberdade de mercado seria capaz de levar a um desenvolvimento realmente sustentvel. Como exemplo, os autores citam as melhorias ambientais, econmicas e sociais obtidas no s em pases industrializados, mas tambm no anel do Pacfico. Acreditam ser possvel atingir um nvel timo de riqueza que corresponderia necessariamente a um nvel timo ambiental, com conseqente melhoria no nvel de qualidade de vida geral.

Esta idia, obviamente, sofre ataques das vises marxistas do ambiente, que acreditam na incapacidade do capitalismo de gerar um desenvolvimento homogneo. Costa (2000, p. 62), por exemplo, coloca que embora a justeza das intenes seja praticamente inquestionvel, a anlise (e as propostas) dificilmente resiste ao crivo de abordagens mais crticas do processo, que enfatizam a assimetria das relaes de poder, ou a quase impossibilidade de uma solidariedade capitalista.

Em meio a estas vrias disputas paradigmticas e ideolgicas, torna-se difcil inserir a questo urbana. Moreira afirma que o conceito de ambiente urbano fragmentado, com definies complementares que passam desde a ecologia at a sociologia. O autor define este ambiente como as relaes dos homens com a natureza, em aglomeraes de populao e atividades humanas, constitudas pela apropriao e uso do espao construdo e dos recursos naturais (MOREIRA, 1999, p. 108). Acselrad (1999), no intuito de identificar e classificar as idias j correntes, dividiu as representaes urbanas para o estudo do ambiente urbano em trs grupos, cada qual com seu respectivo discurso de sustentabilidade: tecno-material, qualidade de vida e legitimao das polticas pblicas.

A representao tecno-material apropria-se dos conceitos ecolgicos e v a cidade como uma continuidade material de fluxos e estoques. Est ligada matriz da eficincia e ao ciclo de recursos-produo-rejeito, sendo necessria a sustentabilidade de todas as etapas deste ciclo. Parte do pressuposto que a degradao energtica inevitvel e v como nica soluo a otimizao dos processos, confundindo, como j explicado, este conceito com o de sustentabilidade:

O conceito de ecossistema, aplicado aos assentamentos humanos, permite

visualizar com clareza os principais fluxos energticos, de alimentos, de

materiais, de informao e de pessoas que se destinam aos assentamentos

humanos e que dele se originam (RIBEIRO & MELLO, 1996, p. 65).

A matriz discursiva da qualidade de vida, por sua vez, relaciona a cidade com o seu papel de proporcionar adequadamente os componentes no mercantis da existncia cotidiana [...] notadamente no que se refere s implicaes sanitrias (ACSELRAD, 1999., p. 84).



Ela evolui da representao tecno-material incorporando, alm da eficincia ecoenergtica, questes de identidade e significado.

H ainda uma terceira matriz parte de um pressuposto diferente. Para os seus integrantes, a base tcnico-material da cidade vista ento como socialmente construda, no interior dos limites da elasticidade das tcnicas e das vontades polticas. (ACSELRAD, 1999, p. 86).

Ambos os conceitos apresentam duas vantagens. A primeira delas que eles permitem a previso e a estruturao de propostas com bases cientficas, mais especificamente bases estatsticas e matemticas, sem a incurso em grandes erros, sendo especialmente adequadas para dimensionamentos e ndices de qualidade. A segunda permitir que a sustentabilidade seja medida, ou pelo seu tempo previsto de viabilidade, ou atravs de instrumentos como as Ecological Footprints, ou Pegadas Ecolgicas. Este conceito americano assume que as populaes ocidentais normalmente necessitam de uma rea maior do que a que efetivamente ocupam para garantir a suas existncia, ou melhor, seu modo de vida (VALE & VALE, 1999).

Assim, gastos energticos, por exemplo, so convertidos na rea de represamento de gua ou de extrao de petrleo, permitindo avaliar a viabilidade futura do processo a partir da disponibilidade de reas para estes fins.

No entanto, optar pela representao tecno-material significa estar atento para que as hipteses formuladas no estejam incorretas, tomando como tcnicos problemas que na verdade so polticos e que no podem ser resolvidos de outra forma. Outras limitaes desta abordagem so permitir a apropriao do discurso tcnico pelo capital, inviabilizar a implantao das propostas por desconhecimento da situao poltica ou dos aspectos sociais envolvidos.

importante, deste modo, estabelecer um panorama histrico da apropriao do discurso ambiental pelos planejadores urbanos e verificar a maneira como estes princpios influenciaram a prtica urbanstica e o pensamento a respeito da cidade.

2.2. Desenvolvimento do planejamento urbano ambiental

Por mais que se discuta hoje a questo ambiental no planejamento urbano, a verdade que essa problemtica no nova, nem o a polmica gerada na sua discusso. Aparentemente, toda vez que uma cidade atinge um determinado nvel de desenvolvimento, a questo da sua (falta de) qualidade ambiental necessariamente levantada. Invert

Tese Brandao2009 Cr

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