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A geometria urbana das cidades é caracterizada por um elemento repetitivo chamado de canyon urbano, que é definido como um espaço

tridimensional, formado por uma rua e os edifícios que a ladeiam. Os canyons

urbanos restringem a visão do céu, caracterizada pelo FVC (Fator de Visão do Céu), causam reflexões múltiplas da radiação solar e restringem o movimento do vento. A temperatura das superfícies esta intimamente ligada à geometria do canyon urbano, independentemente da localização em relação ao centro da

cidade (EMMANUEL, 2005). Demonstrou-se que, quanto mais obstruído é um local no meio urbano, menor é a capacidade de troca térmica por radiação (OKE, 1986), o que, conseqüentemente, favorece a formação da ilha de calor noturna nas áreas mais adensadas.

Segundo Souza (1996), na medida em que é alterada a morfologia urbana e verticalizadas as superfícies, existem, paralelamente, um aumento de absorção à radiação solar, uma diminuição de transferência de calor por convecção e há uma redução na perda de calor por ondas longas. A autora afirma também existir uma grande lacuna de informações sobre a ordem de grandeza dessas alterações nas cidades brasileiras e que é importante considerar a geometria urbana como elemento decisivo para o balanço de energia dos recintos urbanos.

O FVC, ou ângulo de obstrução do horizonte, ou ainda no inglês Sky View Factor (SVF), é um parâmetro adimensional que indica uma relação

geométrica entre a Terra e o céu e que representa a relação entre a área de céu obstruída e a área total da abóbada celeste visível. A unidade do FVC considera a abobada celeste como um importante fator determinante da perda de calor por ondas longas, de modo que, a capacidade de resfriamento do recinto urbano está relacionada à obstrução do horizonte. Assim, quanto maior a capacidade de visão do céu, maior a capacidade de resfriamento. Esta característica espacial urbana estabelece uma das mais importantes causas da ilha de calor urbana (OKE, 1982). Apesar de ser um valor numérico, o FVC é resultante de relações tridimensionais do espaço urbano (canyon urbano) e

pode ser graficamente visualizado.

Aos elementos que se interpõem entre o céu e o ponto analisado dá- se o nome de obstrução. As obstruções podem ser naturais, como é o caso do relevo e da vegetação; ou artificiais, como é o caso das edificações. Novas edificações construídas irão sempre alterar a relação entre o céu visível e obstruído.

Souza (1997) descreve o método geométrico utilizado para cálculo do fator de forma, onde a hemisfera celeste é projetada no plano horizontal e os círculos de altitude e raios de azimute definem a posição de um dado ponto P (FIG 08). Apresenta também um diagrama com os fatores de forma calculados, cuja somatória (FIG. 09) é igual a 10.000, de forma que o resultado obtido deve ser dividido por 100 para que o fator de forma seja percentual. A projeção estereográfica das edificações, que formam o canyon urbano, deve

ser projetada sobre o Diagrama de Fator de Forma e os valores relativos ao canyon devem ser somados.

FIGURA 08 – Projeção da hemisfera celeste no plano horizontal Fonte : SOUZA , 2004, p. 61

FIGURA 09 – Diagrama de fatores de forma para superfícies horizontais em projeção estereográfica

Para facilitar a operação deste calculo matemático Lima; Santos e Assis; (2003) desenvolveram uma metodologia envolvendo dois softwares para

adequação e cálculo das células do fator de forma, desde que se possua uma foto retirada com lente tipo “olho-de-peixe” do canyon urbano em estudo (FIG.

10). Desenha-se no software Autocad a hemisfera contendo todas as células

do fator de forma (FIG. 11) e importa-se a imagem retirada da área de estudo com a lente “olho-de-peixe”. Depois de superpostas as imagens, através de uma polilinha fechada, traça-se o contorno do céu visível na foto inserida (FIG. 10 e 11). Posteriormente, exporta-se o arquivo Autocad para o software Mapinfo, em extensão” .dxf “ e associa-se em tabela do programa o valor do

atributo correspondente à cada célula do fator de forma. O software Mapinfo é

capaz de calcular a área dentro do polígono determinado pela polilinha e atribuir os valores das células do fator de forma, mostrando como resultado a relação entre o céu visível e o céu obstruído, ou seja, o FVC no ponto dado.

FIGURA 10 – Fotografia com lente “olho de-peixe” de um canyon urbano.

Fonte: Arquivo pessoal da autora

FIGURA 11 – Definição da polilinha no software Autocad

Fonte: Arquivo pessoal da autora Por sua vez, Souza(2003a) desenvolveu uma ferramenta que permite simular a representação espacial e efetuar o cálculo do FVC, independente da existência de um fotografia executada com lente “olho-de-peixe” ou da existência das próprias edificações, o que vem possibilitar a criação e visualização de cenários virtuais ou futuros. Criou dentro de um ambiente SIG,

uma extensão para o software Arcview, versão 3.2, denominada 3dSkyview,

capaz de armazenar e manipular informações geográficas em três dimensões. Assim, a partir de uma base de dados 2D, o usuário é capaz de simular várias situações, visualizar e calcular os possíveis FVC.

O ArcView versão 3.2 é um SIG com interface gráfica destinada a

integrar dados espaciais à atributos tabulados, com o objetivo de gerar a visualização de mapas e novas tabelas. Possui a extensão 3D Analyst que torna o programa capaz de criar superfícies, interpretar alturas no eixo Z e modelar superfícies em 3D. A extensão 3D Scene permite gerar e manipular superfícies em 3D. A partir da correta atribuição de dados tabulados é possível então, efetuar inúmeras operações em 3D e visualizá-las.

Para entender o funcionamento e os resultados da extensão criada por Souza (2003a) é necessário compreender as relações espaciais e a geometria das projeções ligadas ao FVC. A superfície da Terra é representada por uma série de linhas imaginárias, que são denominadas latitudes e longitudes, compondo um sistema de coordenadas de paralelos e meridianos. Existem vários tipos de projeção para representar graficamente objetos em um plano. Souza (2003a) levou em consideração as projeções que permitem estabelecer relações espaciais entre a Terra e o céu na determinação do FVC. A projeção ortográfica é aquela que utiliza os pontos contidos no hemisfério celeste imaginário e projeta-os no plano horizontal, mantendo perpendicularidade entre as linhas de projeção e o plano do observador. Na projeção estereográfica (FIG. 12) os conceitos de zênite (ponto mais alto da abobada celeste) e nadir (ponto diametralmente oposto ao zênite) são importantes. Na projeção estereográfica, qualquer ponto projetado para a abóbada celeste, estará projetado no interior do circulo de projeção no plano horizontal (FIG.13). A extensão 3dSkyView é capaz de gerar as projeções

ortográficas e estereográficas de um ponto dado, porém a projeção mais indicada para o trabalho que envolve as relações do céu com a Terra, como é o caso do FVC é a projeção estereográfica.

Para o cálculo do FVC em ArcView 3.2, Souza (2003a) que teve como

de pontos da bóbada celeste sobre a projeção estereográfica da camada intra-urbana em plano horizontal” (SOUZA, 2003a, p. 52).

FIGURA 12 – Projeção estereográfica

Fonte: SOUZA, 2003a, p. 32

FIG. 13 – Projeção estereográfica Fonte: SOUZA, 2003a, p.37

Souza (2003a) estabeleceu uma rotina de entrada de dados e passos a serem seguidos para a obtenção do FVC:

1- montagem da planta contendo as informações de implantação da área de estudo em geral (ruas, quadras), das edificações (conformações, limites), localização dos observadores e curvas de nível digitalizadas em formato Autocad. É necessário que as

edificações estejam representadas por polígonos e os observadores estejam em posição central em relação ao canyon urbano;

2- composição da planilha de atributos referentes às alturas das edificações e cotas de implantação das edificações;

3- composição da planilha de atributos referentes às alturas dos observadores (tomada como 1m) e cotas de implantação dos observadores;

4- estabelecimento do raio desejado para as projeções estereográficas e ortográficas.

A tela principal para estrada desses dados é apresentada na FIG. 14, a seguir.

FIGURA 14 – Interface do 3D Skyview com dados de entrada

Fonte: SOUZA, 2003a, p. 90

Após o processamento dos dados, ao final, é possível obter-se os seguintes resultados (FIG. 15):

1- cálculo do FVC;

3- projeção ortográfica da cena; 4- visualização da cena em 3D.

FIGURA 15 – Visualização de resultados no 3D Skyview Fonte: SOUZA, 2003a, p.91

A ferramenta desenvolvida por Souza (2003a) tem uma série de vantagens e benefícios para os trabalhos de planejamento urbano. Em primeiro lugar, dispensa o uso da câmera fotográfica com lente tipo “olho-de-peixe”, de custo bastante elevado, tem grande precisão e tem um tempo de simulação rápido, o que otimiza os resultados. O FVC é um parâmetro urbano com influência decisiva nas condições de conforto térmico urbano e assim, precisa ser quantificado. Com esta ferramenta é possível estabelecer a integração entre as variáveis ambientais e o complexo problema urbano