ILHAS DE CALOR EM CIDADE DE PEQUENO PORTE: O CASO DE PACATUBA-CE
ILHAS DE CALOR EM CIDADE DE PEQUENO PORTE: O CASO DE PACATUBACE
Jorge Ricardo Felix de Oliveira
Graduado em Geografia pela Universidade Federal do Ceará.
Email: [email protected]
Maria Elisa Zanella
Professora Adjunta do Departamento de Geografia da Universidade Federal do Ceará
Email: [email protected]
Eixo Temático 04 – O clima das cidades
RESUMO
A cidade de Pacatuba está localizada na porção Sul da Região Metropolitana de Fortaleza - RMF. Ela
vem apresentando um ascendente crescimento de sua malha urbana através da economia e da sua
estratégica localização frente a vias de transporte. Seu sítio é caracterizado pelo contato entre o
tabuleiro pré-litorâneo e o Maciço da Aratanha. Objetivou-se analisar o conforto humano e a
influência do uso e ocupação do solo nas variações térmicas e higrométricas e suas magnitudes, em
escala microclimática na área intra-urbana de Pacatuba. Especificamente, objetivou-se apresentar a
espacialização das diferenças termo-higrométricas na cidade, evidenciando o efeito das ilhas de calor
urbanas. A base teórico-metodológico esta contida no subsistema termodinâmico do Sistema Clima
Urbano – SCU de Monteiro (1976; 2003). Os resultados obtidos comprova alta taxa de
permeabilização do solo indicando maior temperatura no Centro e menor no Parque das Andreas,
ocorrendo uma variação de até 2,8ºC entre os pontos, evidenciando as diferentes condições do
ambiente para o conforto humano e para a qualidade ambiental nos diferentes pontos escolhidos. A
pesquisa é resultado de um trabalho de monografia concluído no ano de 2011.
ABSTRACT
The city of Pacatuba is located in the southern portion of the Metropolitan Region of Fortaleza - RMF.
She has been showing an upward growth through its urban economy and its strategic location opposite
the transport routes. Your site is characterized by contact between the board and pre-coastal Massif
Aratanha. This study aimed to analyze the influence of human comfort and use and land cover changes
in the thermal and hygrometric and their magnitudes, scale microclimate in the area of intra-urban
Pacatuba. Specifically aimed to present the spatial differences of thermo-hygrometric the city,
showing the effects of urban heat islands. The theoretical and methodological basis is contained in the
thermodynamic subsystem Urban Climate System - SCU Monteiro (1976, 2003). The results confirms
high rate of permeability of soil indicating a higher temperature in the center and lower in the Parque
das Andreas, there was a variation of up to 3º C between points, showing the different environmental
conditions for human comfort and environmental quality at different points chosen. The research is the
result of a monograph of work completed in the year 2011.
1 – Introdução
A expansão dos adensamentos humanos em um determinado território, por meio de construções
desordenadas de edificações, associado à dinâmica atmosférica, vem interferindo, muitas vezes, de
maneira desigual, no enfrentamento dos diversos grupos sociais por determinada condição de tempo e
clima. As mudanças climáticas a nível local têm sido cada vez mais constantes nas cidades. A retirada
da cobertura vegetal e a intensa impermeabilização do solo com acréscimo de materiais construtivos
tem sido os principais “perturbadores” do balanço de radiação dos sítios urbanos. Consequentemente,
o fenômeno de Ilha de Calor tende a aumentar, afetando a saúde física e mental da população. A
REVISTA GEONORTE, Edição Especial 2, V.1, N.5, p.1278 - 1286, 2012.
1278
ILHAS DE CALOR EM CIDADE DE PEQUENO PORTE: O CASO DE PACATUBA-CE
relação da dinâmica da baixa atmosfera com os assentamentos urbanos passa a influenciar as trocas
térmicas entre o Sol e a Terra produzindo transformações de energias muitas vezes percebidas de
maneira negativa. Por exemplo, estudos sobre o clima urbano na cidade de Fortaleza - CE indicam que
a velocidade dos ventos vem diminuindo (XAVIER, 2001) e as ilhas de calor chegam até 5°C durante
o dia (MOURA, 2008).
O município de Pacatuba está localizada no setor centro-sul da Região Metropolitana Fortaleza
– RMF (Figura 01) . Seu sítio é caracterizado por está no sopé do maciço residual conhecido como
Serra da Aratanha na posição a barlavento. Seu clima é caracterizado como sendo Tropical quente e
úmido com um período de cinco meses chuvosos (janeiro a maio). A pluviosidade, em um ano padrão,
é de 1.479,5 mm e a média de temperatura varia de 26 a 28 °C (FUNCEME, 2006).
Figura 01 - Mapa de Localização do Município de Pacatuba Fonte: FELIX, 2012.
De maneira geral, objetivou-se analisar o conforto humano e a influência do uso e ocupação do
solo nas variações térmicas e higrométricas e suas magnitudes, em escala local e microclimática na
área intra-urbana da sede de Pacatuba. E, especificamente, objetivou-se apresentar a espacialização
das diferenças termo-higrométricas na cidade, evidenciando o efeito das ilhas de calor urbanas. Além
de realizar mapeamentos dos atributos geoecológicos e geourbanos colaborando no entendimento das
suas influências sobre o clima da cidade.
2 - Referencial teórico e conceitual
As cidades situadas nas Regiões Metropolitanas tem sido palco dessas mudanças, sobretudo no
que diz respeito aos reflexos do processo de urbanização nos sistemas econômicos e ambientais. A
Região Metropolitana de Fortaleza – RMF vem apresentando, nas ultimas décadas, um acelerado
crescimento em seu território devido, sobretudo, a instalação de grandes infraestruturas com a
REVISTA GEONORTE, Edição Especial 2, V.1, N.5, p.1278 - 1286, 2012.
1279
ILHAS DE CALOR EM CIDADE DE PEQUENO PORTE: O CASO DE PACATUBA-CE
transformação de sua estrutura produtiva, bem como a saturação da cidade de Fortaleza (a capital) em
termos sociais, econômicos e ambiental (PEQUENO, 2009).
O aumento das áreas construídas, com a mudança da cobertura do solo, vem produzindo novas
configurações climáticas, sobretudo na escala local. Nunes (2003) aponta que a nível local a ação
humana promove transformações no ambiente atmosférico, como alteração no balanço de energia
primária, e produção e consumo de energia secundária. A produção do clima urbano gera uma entrada
de energia, onde influenciará as estruturas térmicas (adensamento de construções, pavimentação,
cobertura vegetal etc.) promovendo várias perturbações, como aos “arquipélagos de calor”. O
fenômeno da ilha de calor urbana caracteriza-se pelo aumento da temperatura do ar nas cidades em
relação ao meio rural e as áreas menos urbanizadas. Geralmente, ocorrem no centro das cidades, onde
as construções formam um conjunto denso e compacto. Oke (1974) apud Souza (2010 p.03) traçou o
perfil das ilhas de calor dos grandes centros urbanos, descrevendo que o local da cidade com maior
atividade antrópica, normalmente o centro, se caracteriza por ser mais quente que os bairros
residenciais e periféricos. Esse perfil foi chamado de “perfil clássico das ilhas de calor”. Ele destaca
que o centro da cidade é o “pico” (pick) da ilha de calor. A temperatura diminui gradativamente
conforme aumenta a distância do centro chegando ao que o autor caracteriza por “plateau”. O limite
entre a área urbana e a área rural é representado pela queda brusca da temperatura, que o autor
conceitua como “penhasco” (cliff). (Figura 02)
Figura 02 - Representação esquemática de uma secção transversal genérica de uma típica ilha de
calor urbano, mostrando os conceitos de “pick”, “cliff” e “plateau” (OKE, 1978). Fonte:
SOUZA, 2010.
Segundo Gonçalves (2004) as ilhas de calor são causadas pelo desequilíbrio no balanço de
energia em áreas construídas como resultado do comportamento térmico dos materiais utilizados nas
construções e nas vias urbanas e pelas alterações na difusão de calor introduzidas através do uso do
espaço e do solo urbanos.
Por fim, o parâmetro mais importante que caracteriza a ilha de calor é sua intensidade ou
magnitude, que geralmente evolui mediante a diferença máxima observada, em um momento
determinado, entre a temperatura de um ponto da cidade, densamente construído, e outro em seu
REVISTA GEONORTE, Edição Especial 2, V.1, N.5, p.1278 - 1286, 2012.
1280
ILHAS DE CALOR EM CIDADE DE PEQUENO PORTE: O CASO DE PACATUBA-CE
entorno ou no ambiente rural. Garcia (1996 apud AMORIM, 2005), classificou a ilha de calor em
fraca magnitude, quando as diferenças entre os pontos oscilam entre 0°C e 2°C, média magnitude
entre 2°C e 4°C, forte entre 4°C e 6°C e muito forte quando as diferenças forem superiores a 6°C.
3 – Metodologia
O referencial teórico-metodologico se baseia nos canais de percepção do clima urbano proposto
por Monteiro (1976, 2003) e Mendonça (2003), enfatizando o canal termodinâmico, principal
responsável pelo fator de conforto térmico. Os padrões de ocupação urbana de Pacatuba, foram
obtidos por meio de tratamento digital da imagem do satélite GeoEye do dia 24/06/2010 (adquiridas
através do software Google Earth), pelo modo da classificação automática não-supervisionada,
resultando numa carta generalizada dos principais padrões de ocupação urbana da cidade. Com base
nessa carta, elegeu-se os pontos de coletas de dados em função das homogeneidades do contexto
urbano da cidade, são eles: 1 – Praça Raimundo Pereira Cavalcante; 2 – Açude do Piripau; 3 –
Delegacia-Centro; 4 – Parque das Andreas (Figura 02).
Figura 02 - Mapa de localização dos pontos experimentais. Fonte: FELIX, 2012
Para a verificação das temperaturas e umidades do ar intra-urbano realizaram-se experimentos
(trabalho de campo) em perfis de 10 horas (8:00 a 18:00)1 para dois períodos sazonais contrastantes de
Outono e Primavera austrais. Foram utilizados termômetros digitais, Oregon Scientific® dentro de
abrigos de madeira (Figura 03) colocados a 1,5 m de altura da superfície. O conforto térmico foi
1
No primeiro experimento, devido a problemática de deslocomento da equipe, o perfil de medição iniciou às 09
horas.
REVISTA GEONORTE, Edição Especial 2, V.1, N.5, p.1278 - 1286, 2012.
1281
ILHAS DE CALOR EM CIDADE DE PEQUENO PORTE: O CASO DE PACATUBA-CE
medido através da tabela de conforto humano produzida pelo Instituto Nacional de Meteorologia –
INMET.
Figura 03 - Sensor digital e o abrigo. Fonte: Autor
Os sistemas atmosféricos regionais que atuaram nos dias de levantamento de campo foram
analisados por meio das imagens de satélite GOES 12 cedidas gratuitamente pelo Centro de Previsão
de Tempo e Estudos Climáticos - CPTEC. Também se realizou análises sobre a distribuição sazonal da
precipitação, utilizando dados do posto pluviométrico, em Pacatuba, da Fundação Cearense de
Meteorologia - FUNCEME, como também dos principais sistemas atmosféricos causadores de chuva
no Ceará. Para a análise dos resultados foram elaboradas cartas de isotermas, através do programa
SURFER® (marca registrada da Golden Software), permitindo assim a visualização da variação
espacial da temperatura nos diferentes pontos da cidade.
4 - Resultados alcançados
Foram realizados dois experimentos durante o ano de 2011, em dias representativos dos meses
de Abril e Novembro, sendo a outono e primavera respectivamente. No primeiro experimento a
dinâmica regional da atmosfera esteve relacionada ao principal sistema produtor de chuvas no
nordeste brasileiro e o segundo experimento foi caracterizado pela calmaria atmosférica típicas do
período seco de um clima tropical quente e úmido. Basicamente, para o mês de Abril, a dinâmica
atmosférica foi controlada pela Zona de Convergência Intertropical, principal sistema sinóptico
atuante nos meses da quadra chuvosa (Fevereiro a Maio). E para o mês de Novembro, a atmosfera se
encontrou estável, sem muitos sistemas produtores de nuvens, com destaque para a intensidade da
radiação solar, visto que o experimento foi realizado na transição da estação de primavera-verão.
O experimento de outono foi caracterizado pela homogeneização das temperaturas em função da
atuação da ZCIT no dia do campo (Figura 04). Os pontos 01(praça) e 03 (centro) apresentaram as
REVISTA GEONORTE, Edição Especial 2, V.1, N.5, p.1278 - 1286, 2012.
1282
ILHAS DE CALOR EM CIDADE DE PEQUENO PORTE: O CASO DE PACATUBA-CE
maiores temperaturas (na parte da tarde – 15hrs), 28,3 e 29,1°C, respectivamente. O ponto do parque
apresentou a maior intensidade de temperatura caraterizada pela Ilha de calor de fraca magnitude que
variou entre 1 a 1,5°C . O ponto 04 (Parque das Andreas) registrou as menores temperaturas variando
entre 25,9 a 27,2°C. A umidade do ar ficou na casa dos 70%, sendo os pontos 02 (açude) e 04 os de
maiores magnitudes em função da disponibilidade hídrica e da vegetação respectivamente,
confirmando assim suas menores temperaturas. Os pontos 01 e 03 foram marcados pelos menores
valores de umidade. O conforto térmico mostrou que o na manha os pontos se apresentaram na
condição de confortável, ao passo que no decorrer do dia, com a diminuição da nebulosidade, o
conforto passou necessidade de vento para o conforto, evidenciando condições de desconforto humano
(Quadro 01).
Figura 04 - Espacialização das temperaturas e umidades do experimento I – 19/04/2011. Em vermelho e
azul, representa-se a temperatura e a umidade respectivamente. Fonte: FELIX, 2012
Quadro 01 - Síntese do Conforto Humano - INMET do experimento I
01 - Praça Raimundo Pereira
02 - Açude do Piripau
03 - Centro - Av. Principal
04 - Parque das Andreas
9hrs
10hrs
11hrs
Necissidade de Vento
12hrs
13hrs
14hrs
15hrs
16hrs
Legenda:
Confortável
Muito úmido
Falha
17hrs
18hrs
O experimento de primavera foi caracterizado pela estabilidade da dinâmica atmosférica (Figura
06). As temperaturas se comportaram segundo a radiação solar do dia diurno, variando de 27,7 a
33,3°C. As maiores temperaturas foram no Centro e menores no Parque das Andreas (Figura 05). As
REVISTA GEONORTE, Edição Especial 2, V.1, N.5, p.1278 - 1286, 2012.
1283
ILHAS DE CALOR EM CIDADE DE PEQUENO PORTE: O CASO DE PACATUBA-CE
ilhas de calor mais intensas, de magnitude média, foram na Praça às 14 horas e no Centro ás 15 horas,
medindo 2,8°C. Evidenciando o efeito de acumulo de calor pelo material construtivo, ao passo que
após as 15 horas, com transição do dia para noite, há uma tendência na diminuição das temperaturas.
O comportamento das umidades foi inversamente proporcional a da temperatura, variando de 51% a
71%. Destaque para o ponto da praça, que apresentou a menores umidades devido a grande carga
construtiva e falta de arborização.
No tocante ao conforto térmico, foi neste experimento que encontramos condições
desconfortáveis com baixa umidade e alta temperatura. O período da tarde foi o mais desconfortável
principalmente nos pontos de maior ocupação (Quadro 02).
Figura 05 - Espacialização das temperaturas e umidades do experimento II – 24/10/2011. Em vermelho e
azul, representa-se a temperatura e a umidade respectivamente. Fonte: FELIX, 2012
Quadro 02 - Síntese do Conforto Humano do experimento II
01 - Praça Raimundo Pereira
02 - Açude do Piripau
03 - Centro - Av. Principal
04 - Parque das Andreas
8hrs
9hrs
10hrs
Muito Quente
11hrs
12hrs
Legenda:
13hrs
Necissidade de Vento
14hrs
15hrs
16hrs
17hrs
18hrs
Confortável
5 – Conclusões
O estudo do clima urbano para sede de Pacatuba, considerando o subsistema termodinâmico, é
inédito até o presente. Pôde-se evidenciar que a cidade recebe influências do processo de
REVISTA GEONORTE, Edição Especial 2, V.1, N.5, p.1278 - 1286, 2012.
1284
ILHAS DE CALOR EM CIDADE DE PEQUENO PORTE: O CASO DE PACATUBA-CE
metropolização da RMF no tocante a vias de circulação de pessoas e mercadorias, bem como da
industrialização no território adjacente (Maracanaú). Gerando um processo socioeconômico na cidade
de maneira diferenciada e desigual. No centro da cidade estão às infra-estruturas básicas, como
supermercados, comércios, bancos e um hospital. Já na porção adjacente, observam-se casas de
arquitetura simples, com um adensamento de moradias bem maior que o centro. Estas condições
refletem, através do clima como elemento ambiental, mudanças nos contrastes térmicos. Logo, a
variação de uso e ocupação do solo gera nos atributos do clima alterações, formando diferentes
espaços intra-urbanos na cidade de Pacatuba. Portanto, pode-se evidenciar na presente pesquisa que as
repercussões climáticas contidas no território da cidade de Pacatuba, são produzidas, transformadas e
sentidas pela sociedade, de maneira desigual e apropriada segundo interesses dos agentes sociais,
surgindo espaços de segregação (SANT’ANNA NETO, 2008).
A resposta térmica das mensurações e observações realizadas confirmou hipótese de que a
urbanização e as características do uso do solo local são responsáveis pela distribuição diferenciada
das temperaturas na sede de Pacatuba. Os resultados mostraram que houve uma relação direta entre as
áreas densamente pavimentadas e as maiores temperaturas superficiais, e o ponto com intensa
presença de vegetação de apresentou as menores de temperaturas, em função da interceptação da
radiação solar pelas árvores.
No que diz respeito à distribuição espacial da temperatura verificou-se que a grande diferença
entre os pontos de coleta esteve relacionada com a densidade de construções. As maiores temperaturas
foram observadas no centro e na Praça Raimundo Pereira, bairro densamente construído. Portanto, este
estudo confirmou a evidência de que existe uma relação direta do campo térmico com os padrões de
ocupação do solo.
As primeiras conclusões da pesquisa apontam o clima urbano da cidade de Pacatuba recebe
influência da transformação das estruturas urbanas. As funções urbanas, comércio e moradia, geram
alterações nos elementos climáticos. Conclui-se também que o efeito do sítio e da vegetação são
preponderantes na manutenção da temperatura, e que as temperaturas variam em função dos sistemas
de circulação atmosférica regional.
5 – Referências Bibliográficas
AMORIM, M.C.C.T. Ilhas de calor em Birigui/SP. Revista Brasileira de Climatologia. V.1; n.1.
Presidente Prudente: ABClima, 2005.
FELIX, J. R. Quebrando Barreiras entre o Homem e a Natureza: estudo sobre o clima urbano
sede
de
Pacatuba-CE.
Disponível
em:
<
http://www.eng2012.org.br/trabalhoscompletos?download=2345:artigocompleto-jorgefelix-eng2012&start=1280>. Acesso em: 20/08/2012.
GONÇALVES, F. L. T. Estudos biometeorológicos do clima urbano. 2004. Disponível em:
<http://regeirk.com/index.php?doc=pdf&pdf=/usp/aca245/clima_urbano>. Acesso em: 10 de Maio de
2011.
REVISTA GEONORTE, Edição Especial 2, V.1, N.5, p.1278 - 1286, 2012.
1285
ILHAS DE CALOR EM CIDADE DE PEQUENO PORTE: O CASO DE PACATUBA-CE
MENDONÇA, F. Clima e planejamento urbano em Londrina. In: MENDONÇA, F.; MONTEIRO,
C. A. de F. (1971). Análise Rítmica em Climatologia: problemas da atualidade climática em São
Paulo e achegas para um programa de trabalho. São Paulo: USP - Instituto de Geografia. 21p.
MONTEIRO, C. A. de F.. Teoria e Clima Urbano. São Paulo, IGEOG/USP, 1976, 181p.
_________. Teoria e Clima Urbano. In: MONTEIRO, C. A. de F; MENDONÇA, F. (Org.) et al.
Clima Urbano. São Paulo: Contexto, 2003. p. 9-67.
MOURA, M. de O. O clima urbano de Fortaleza sob o nível do campo térmico. 2008. 319 f.
Dissertação (Mestrado em Geografia) - Centro de Ciências, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza,
2008.
NUNES, L.H. Repercussões globais, regionais e locais do aquecimento global. Terra Livre, São
Paulo, n.20, p.101-110, 2003.
PEQUENO, L.R.B; MOLINA, A. Análise Socioocupacional da Estrutura Intra-urbana da Região
Metropolitana de Fortaleza. In: PEQUENO, L.R.B (ORG). Como Anda Fortaleza. Rio de Janeiro:
Lepra Capital: Observatório das Metrópoles, 2009. p.97-125.
SANT'ANNA NETO, J. L. Da Climatologia Geográfica à Geografia do Clima: gênese,
paradigmas e aplicações do clima como fenômeno geográfico. Revista da ANPEGE, v.4, p.61-88,
2008.
SOUZA, M.B. Clima Urbano: aspectos teóricos e metodológicos. 2010. Disponível em:
<http://xa.yimg.com/kq/groups/22819098/158169393/name/Minicurso+clima+urbano.pdf>. Acesso
10 de Maio de 2011.
XAVIER, T. de Ma. B.S.. Tempo de Chuva: estudos climáticos e de previsão para o Ceará e o
Nordeste Setentrional. Fortaleza: ABC Editora, 2001. 478 p.
Sites:
FUNCEME. Sistema Meteorológicos Causadores de Chuvas na Região Nordeste do Brasil –
Boletim Especial, 2006. Disponível em: <http //www.funceme.com.br>. Acesso em 17 de abril de
2011.
IMAGENS DO SATÉLITE GOES – Disponível em < http://www.cptec.inpe.br >. Acesso em Abril e
Novembro de 2011
REVISTA GEONORTE, Edição Especial 2, V.1, N.5, p.1278 - 1286, 2012.
1286