Mais edifícios, menos ventilação


Sexta-feira, 28 de agosto de 2015, às 02h34


Ensaios no túnel de vento simulam cenários de verticalização a partir dos planos diretores de São Paulo.

Tatuapé, São Paulo – IPT | Instrumento básico da política de desenvolvimento urbano, o Plano Diretor é determinante para todos os agentes públicos e privados atuantes nos municípios e pode afetá-los em diferentes aspectos. Um estudo realizado no Instituto de Pesquisas Tecnológicas (IPT) abordou um deles – a ventilação e a concentração de poluentes devido à verticalização – e mostrou que as alterações trazidas pelo novo Plano Diretor Estratégico do Município de São Paulo, aprovado em julho de 2014, para a construção de edifícios de múltiplos andares não devem trazer melhorias significativas no escoamento natural dos ventos e podem até mesmo prejudicar as condições atuais de circulação do ar nos bairros em que a verticalização se torna cada vez mais parte do cenário urbano.

A conclusão está em um estudo comparativo realizado por simulação computacional e também por ensaios experimentais no túnel de vento do Instituto de Pesquisas Tecnológicas (IPT) que considerou as condições de ventilação no entorno de uma unidade da Faculdade de Tecnologia de São Paulo, a Fatec Tatuapé – Victor Civita, localizada no bairro de mesmo nome da zona leste da cidade, em um raio de 250 metros.

O estudo foi feito como trabalho de graduação pelas estudantes Paula Bregiatto de Oliveira, estagiária do Laboratório de Vazão do IPT, e Roberta dos Santos Astigarraga para conclusão do curso Tecnologia em Construção de Edifícios da Fatec, e teve a orientação de um pesquisador do Instituto, o físico Gilder Nader. “A verticalização pode ser considerada como uma barreira para o escoamento natural do vento, impedindo a circulação adequada do ar e gerando ilhas de calor e concentração de contaminantes”, explica Paula.

 

Três condições foram simuladas nos ensaios experimentais e nos computacionais. A primeira contemplou a situação atual da região, somente com os prédios existentes... Foto: IPT / Divulgação

Três condições foram simuladas nos ensaios experimentais e nos computacionais. A primeira contemplou a situação atual da região, somente com os prédios existentes... Foto: IPT / Divulgação

 

A escolha da área foi motivada por ser uma região topograficamente ainda baixa do bairro, mas sob processo de verticalização, pouco arborizada e que sofre com temperaturas elevadas – a tese de doutorado ‘Ilhas de Calor da Metrópole Paulistana’, de Magda Lombardo, livre-docente em qualidade ambiental na Universidade de São Paulo (USP), indicava já em 2000 que a área mais quente da cidade estava localizada entre o centro e a Zona Leste, justamente a de menor cobertura vegetal.

Para que ocorra o crescimento vertical nas áreas urbanas de um município, alguns parâmetros devem ser adotados de acordo com o Plano Diretor, o qual limita a altura dos gabaritos, variando os valores dos coeficientes de aproveitamento de acordo com a região. O plano de 2002 permitia até então para o bairro do Tatuapé o coeficiente de aproveitamento máximo de quatro vezes a área do lote, ou seja, edifícios poderiam ser construídos com até quatro vezes a área do terreno. O novo Plano Diretor baixou o coeficiente para dois – ou seja, em um terreno de cinco mil metros quadrados de área, por exemplo, a área construída será no máximo de 10 mil metros quadrados.

Metodologia

Três condições foram simuladas nos ensaios experimentais e nos computacionais. A primeira contemplou a situação atual da região, somente com os prédios existentes; a segunda considerou as diretrizes permitidas pelo Plano Diretor que havia sido instituído pela lei municipal 13.430/02 e teve duração de 12 anos, com os prédios variando em torno de 40 metros de altura e 15 metros de largura e comprimento; e a terceira baseou-se no novo Plano Diretor aprovado em julho de 2014, com prédios na faixa de 25 metros de altura e 10 metros de largura e comprimento. “Estes ensaios não se basearam no pressuposto de que irá ocorrer uma verticalização daqui a 20 anos. Partimos para uma situação extrema com a verticalização de até quatro vezes a área, que seria possível caso a expansão imobiliária seguisse as diretrizes previstas no plano de 2002”, explica Nader.

 

...a segunda considerou as diretrizes permitidas pelo Plano Diretor que havia sido instituído pela lei municipal 13.430/02... Foto: IPT / Divulgação

...a segunda considerou as diretrizes permitidas pelo Plano Diretor que havia sido instituído pela lei municipal 13.430/02... Foto: IPT / Divulgação



Para o ensaio em túnel de vento, a área escolhida foi modelada em maquetes na escala de 1:500 e foram realizados ensaios de saltação de areia, enquanto a simulação computacional foi feita na escala real utilizando o software ENVI-met. “A técnica de saltação permite a análise qualitativa da ventilação no nível do pedestre, enquanto a simulação computacional fornece dados quantitativos de velocidade e temperatura”, completa Paula.

Os ensaios de saltação de areia são comumente realizados a fim de verificar o comportamento de partículas de areia depositadas sobre uma maquete sob ação do vento. A areia contribui para a visualização da intensidade do vento no entorno dos edifícios, seja do vento defletido para baixo, pelas fachadas dos prédios, da canalização do vento entre prédios ou de pontos de estagnação do escoamento. Cada ensaio feito no túnel de vento do IPT foi composto por 11 velocidades distintas e deu origem a 11 imagens, uma para cada velocidade – uma décima-segunda foi feita ainda no início do ensaio, antes da ação do vento, para a captação da imagem do modelo sem a erosão de areia. Todas as imagens coletadas em um mesmo ensaio foram somadas e o processamento foi executado em software desenvolvido pela equipe técnica do Instituto, fornecendo um mapa de cores de velocidades, indicando regiões com boa e má circulação de ar.

 

...e a terceira baseou-se no novo Plano Diretor aprovado em julho de 2014. Foto: IPT / Divulgação

...e a terceira baseou-se no novo Plano Diretor aprovado em julho de 2014. Foto: IPT / Divulgação

 

Para a calibração do software ENVI-met ao clima de São Paulo, o estudo tomou como referência as condições climáticas observadas em 2 de janeiro de 2014, que havia sido o dia mais quente do ano na cidade até a data do processamento dos dados. O site do Instituto Nacional de Meteorologia (Inmet) forneceu os dados correspondentes ao horário do meio-dia (momento em que a temperatura atingiu 35,7°C) como velocidade/incidência do vento e umidade relativa, para que fossem estudadas as situações mais críticas de temperaturas. Cada uma das simulações no software durou aproximadamente 48 horas, por conta da grande quantidade de informações disponibilizadas pela ferramenta.

As simulações computacionais tomaram como base as direções dos ventos sudeste e leste, o primeiro por se tratar de um vento preferencial na cidade de São Paulo e o segundo pela sua presença na Avenida Radial Leste que corta o bairro. “Um mapa de cores foi gerado, fornecendo informações de temperaturas e velocidades do vento em diferentes pontos, e os resultados serviram para fazer uma comparação com as informações coletadas nos ensaios de saltação de areia”, explica Paula.

 


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Duas ferramentas

Os resultados dos ensaios mostraram que as diretrizes do Plano Diretor de 2014 trazem pequenas melhorais na questão da ventilação em comparação ao plano de 2002, mas o cenário atual na região é o melhor de todos em comparação aos dois cenários permitidos de verticalização. “Ao atingir a velocidade máxima do ensaio de saltação de areia na configuração do bairro nos dias de hoje, não sobrou praticamente material na maquete, o que indicou uma ventilação adequada na região. Quando foram feitas as duas simulações de verticalização, os resultados foram muito parecidos e foi possível verificar o acúmulo de areia em diversos pontos – ou seja, não houve uma ventilação adequada”, afirma Nader.

Nos cenários de construção de prédios no limite máximo, permitidas nos Planos Diretores de 2002 e de 2014, a má ventilação urbana ocorreu em várias áreas, principalmente na parte sudoeste dos modelos reduzidos nas quais se encontra a maioria das edificações da região e é o principal local atualmente em processo de verticalização. Esses pontos com má ventilação indicam locais que poderão ter acúmulo de contaminantes e trazer desconforto aos pedestres e moradores dos edifícios, piorando o conforto ambiental do bairro.

A utilização de duas ferramentas diferentes no estudo comprova, segundo Nader, a validade dos resultados: “O ENVI-met é muito utilizado por arquitetos para a realização de estudos de conforto, mas nem todos têm acesso a um túnel de vento para fazerem os estudos experimentais. Nesse projeto, procurou-se utilizar ambas as ferramentas para que uma pudesse validar a outra, além de fornecerem resultados complementares. A coincidência entre os resultados obtidos validou a análise realizada”.

Cenário atual

Algumas áreas críticas em termos de poluição do ar se destacam no estado de São Paulo, especialmente a Grande São Paulo, na qual os problemas de qualidade do ar ocorrem principalmente em função dos poluentes provenientes dos veículos, segundo dados da Companhia Ambiental do Estado de São Paulo (Cetesb). Em dezembro de 2013, as cidades da região concentravam 48% da frota do estado em apenas 3,2% do território, e o problema se agrava porque residem aproximadamente 21 milhões de habitantes em suas 39 cidades, o que corresponde a 48% da população total do estado.

No capítulo do novo Plano Diretor sobre a regulação do parcelamento, uso e ocupação do solo e da paisagem urbana, uma das diretrizes é promover o adensamento construtivo e populacional e a concentração de usos e atividades em áreas com transporte coletivo de média e alta capacidade instalado e planejado. “Cidades como Paris e New York têm prédios altos localizados próximos às estações de metrô, o que favorece a mobilidade urbana. O plano de 2014 incluiu esta questão, mas é preciso saber como e onde a verticalização será feita, além da direção preferencial dos ventos, para não piorar a ventilação na região”, afirma Nader. O estudo continuará em 2015 com foco na variação das alturas dos edifícios e na arborização da região. “Essa metodologia pode ser reproduzida para avaliação da verticalização em qualquer cidade”, completa ele.

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