Como é medido o conforto térmico?



 

Abrigo meteorológico aberto. Vários instrumentos em seu interior, incluindo alguns termômetros. Foto: funcionários da Estação Meteorológica do IAG-USP

A imagem acima mostra um abrigo meteorológico. Abrigos meteorológicos são na verdade ‘casinhas’ onde alguns instrumentos meteorológicos ficam abrigados da radiação solar, da chuva e do vento intenso. Essas casinhas são abertas somente quando a medição vai ser realizada ou quando alguma manutenção na estrutura do abrigo precisa ser feita.

Dentro dos abrigos meteorológicos, normalmente encontramos:

– termômetro de bulbo seco;

– termômetro de bulbo úmido;

– termômetros de máxima e de mínima temperatura;

– evaporímetro;

– registradores de temperatura e umidade relativa (chamados de termógrafos e higrógrafos);

– em alguns casos, os registradores de geotermógrafos (que registram a temperatura do solo, mas são menos comuns).

Abrigos meteorológicos são usados no mundo inteiro. São uma padronização da Organização Meteorológica Mundial. O tamanho pode ser um pouco diferente, mas certamente você verá essas casinhas com altura de aproximadamente 1,20m do solo (um pouco mais ou um pouco menos), pintados na cor branca e com venezianas. É um ambiente controlado e padronizado. Sendo assim, se eu receber um dado de uma estação meteorológica (com número da OMM) do Japão, vou saber que o dado de temperatura foi obtido da mesma forma que aqui, no Brasil.

Intuitivamente, sabemos que o valor registrado por um termômetro é diferente sob condições de vento intenso, chuva intensa, pouca ou muita nebulosidade (quantidade de nuvens), local onde o termômetro está instalado, etc. É por essa razão que os termômetros de rua normalmente marcam valores muito altos, principalmente quando estão instalados no meio da área urbana. O concreto e o asfalto absorvem calor e tornam o ambiente urbano mais quente que o ambiente de um parque, por exemplo.

Muitas vezes, pelos meios de comunicação, recebemos informações oficiais (direto de estações meteorológicas) que a temperatura naquele momento é 15°C. Podemos sentir muito frio ou nos sentirmos confortáveis, depende de outros fatores:

– Sentimos muito frio se a  temperatura de 15°C estiver  acompanhada de tempo nublado , muito úmido (ou até chuvoso) e com vento fortes;

– Mas, se a temperatura estiver em torno de 15°C e o tempo estiver seco, ensolarado e com vento fraco, nos sentimos mais confortáveis (e usamos bem menos agasalho);

Mas não é a mesma temperatura? Por que sentimos sensações diferentes? Como mencionei acima, a temperatura é medida sempre dentro do abrigo. Eles estão protegidos. Para o instrumento, não importa se está nublado, ventando, úmido, ensolarado, etc. O termômetro vai sempre cumprir seu papel, que é mensurar a agitação das moléculas do ar, usando para isso uma escala de medida. E essa medição deve ser independente das medições de outras variáveis meteorológicas (vento, quantidade de nuvens, quantidade de radiação solar e umidade relativa). O termômetro fica abrigado para não sofrer intempéries. È como se o termômetro fosse você dentro de uma casa naturalmente e suavemente ventilada e abrigado do Sol.

E a gente sabe que termômetros não tem sensações, eles não sentem frio ou calor. Essas sensações são sentidas pelos organismos vivos. E muita pesquisa é feita com a finalidade de quantificar  em que situações nos sentimos confortáveis ou desconfortáveis com as condições meteorológicas. De acordo com os pesquisadores do MASTER:

Definir conforto térmico é bastante difícil pois, além dos fatores físicos, envolve uma gama de fatores pessoais que tornam sua definição bastante subjetiva. Desta forma, o conforto térmico pode ser visto e analisado sob dois pontos de vista: pessoal ou ambiental. Se formos considerar apenas o ponto de vista pessoal, define-se conforto térmico como sendo uma condição mental que expresse satisfação com o ambiente térmico. Do ponto de vista físico, confortável é o ambiente cujas condições permitam a manutenção da temperatura interna sem a necessidade de serem acionados os mecanismos termo-reguladores, ou seja, é necessário que o organismo humano se encontre em balanço térmico com o meio ambiente.

Dada a dificuldade em definir conforto térmico, usam-se índices baseados no funcionamento de cada organismo vivo. Um ser humano sente-se mais confortável em uma certa situação, enquanto o gado bovino sente-se mais confortável em outra situação. E se levarmos em conta apenas o gado bovino, intuitivamente podemos imaginar que vaquinhas pretas sentem mais calor em dias ensolarados, quando comparadas como vaquinhas brancas. Ou seja, é uma ciência difícil, pois leva em conta um conhecimento multidisciplinar e muito abrangente. Nesse post, vou levar em consideração apenas índices de conforto térmico para o ser humano.

Normalmente, quando os meteorologistas precisam divulgar uma informação para a imprensa, utilizam principalmente dois índices de conforto térmico. São fórmulas empíricas, o que significa que foram obtidas depois de testes de laboratório, respostas de questionários e estudos da fisiologia humana. Leia mais aqui.

1) Esse é bem menos utilizado e leva em conto o desconforto que as pessoas sentem com o calor excessivo. Acho que é bem menos utilizado porque a maioria dos brasileiros ama calor e não sentem-se tão desconfortáveis em dias de calor, quando comparamos a dias de frio. Veja a fórmula:

ID = T – 0.55(1-0.01UR) *(T – 14.5)

Onde:
ID é o índice de desconforto em (º C)
T é a temperatura do bulbo seco (º C) e
UR é a umidade relativa (%).

Vejam que na fórmula do índice de desconforto térmico (também chamado de ID), a umidade relativa aparece. Em dias com temperaturas elevadas e elevada umidade relativa, nosso corpo sofre mais estresse. O suor, importante mecanismo para regular a temperatura do corpo, não consegue evaporar, uma vez que o ar está quase saturado. Portanto, o mecanismo não é eficiente e o calor é pior do que numa situação de seca (quando o suor consegue evaporar mais facilmente). Essa é a realidade de moradores de cidades como Belém e Manaus.

2) O segundo índice vem sendo amplamente utilizado nos últimos dias. As notícias falam em 9°C, mas com sensação térmica de 2°C. Como é isso? Sim, vocês podem imaginar que a umidade relativa deve estar elevada, deve estar bem nublado e deve estar ventando bastante, de acordo com o que discutimos anteriormente.

E o Índice de temperatura efetiva (TEv) leva essas variáveis em consideração, além da temperatura, evidentemente.

TEv=37–(37-T)/[0,68–0,0014*UR+1/(1,76+1,4*v*0,75)]-0,29*T*(1-UR/100)

Onde:
TEv é temperatura efetiva como função do vento, temperatura do ar e umidade relativa (º C);
T é a temperatura do bulbo seco (º C);
UR é a umidade relativa (%) e
v é a velocidade do vento (m/s).

 

E é do segundo índice que quero falar, pois ele é usado para medir a sensação de frio. Para facilitar, muitas tabelas foram feitas usando a equação do ìndice de temperatura efetiva (ou equações semelhantes, com o mesmo princípio). Essas tabelas são importantissimas para pessoas que desempenham atividades ao ar livre. No ótimo site Trilhas e Cia, dedicados a praticantes de trekking, há uma tabela com essas informações. O INMET também tem uma tabela mais completa. Essas tabelas facilitam e agilizam a consulta.

Tabela para consulta do Ìndice de temperatura efetiva (ou Índice de conforto térmico, como também é chamado).

Leia mais sobre o assunto aqui.