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Ilhas de Calor Urbano e Pavimentos Frios

A radiação solar fornece diariamente para a atmosfera terrestre cerca 4,1 x 1015 kWh de energia. Essa radiação, ao incidir sobre qualquer corpo (nuvens, água, gelo, vegetação, etc), vai, em maior ou menor quantidade, sofrer uma mudança de direção, sendo reenviada para o espaço por reflexão. A fração de energia refletida por uma superfície em relação ao total de energia nela incidente denomina-se de albedo. De forma simplificada, as superfícies claras, como a neve, têm um albedo elevado (próximo a 1), refletindo quase a totalidade da energia solar nelas incidente. Logo, não aquecem muito. Por outro lado, as superfícies de cores escuras têm um albedo baixo (próximo à zero), propiciando uma grande absorção da radiação solar, com o seu consequente aquecimento.

O crescimento das cidades têm gerado a impermeabilização da superfície terrestre, a diminuição da infiltração de água no solo, supressão da vegetação e a concentração de materiais de construção com albedos menores que o da superfície terrestre. Estes materiais absorvem uma elevada porcentagem da radiação solar durante o dia e irradiam o calor acumulado para o ambiente, resultando na elevação das temperaturas médias nas áreas centrais das grandes cidades em relação ao seu entorno, gerando o fenômeno climático chamado de Ilhas de Calor Urbano. Portanto, esse é um fenômeno associado ao armazenamento, por parte das estruturas urbanas, de grandes quantidades de calor devido à absorção da radiação solar durante o dia e a irradiação desse calor para a atmosfera, podendo-se ter uma variação de 20C a 60C entre a parte central da cidade e sua periferia. As principais consequências desse aquecimento são o desconforto humano, o aumento do consumo de energia usada na refrigeração de ambientes, da formação de ozônio troposférico (que contribui para o efeito estufa) e, inclusive, de mortes nos grupos de risco sensíveis às altas temperaturas (crianças e terceira idade).

Ao longo dos últimos anos, diferentes estratégias têm sido propostas para a mitigação das Ilhas de Calor Urbano, incluindo o plantio de árvores para sombra, aumento de áreas verdes nas cidades, pavimentos drenantes e o uso de superfícies refletoras, conhecido como cool surfaces para edifícios e pavimentos. Em muitas cidades densamente povoadas, a instalação ou aumento de áreas verdes se apresenta como um desafio muito grande. Desta forma, uma das melhores opções para mitigar esse fenômeno consiste em se incrementar a reflectância solar dos materiais utilizados na construção das cidades, isto é, aumentar o albedo das superfícies de edifícios e pavimentos.

A sensibilidade da temperatura do ar à mudança do albedo das superfícies tem sido pesquisada desde a década de 1980. Simulações numéricas desenvolvidas em vários países (EUA, Grécia, Canadá, entre outros) mostram que as temperaturas nas tardes de verão podem ser até 4°C mais frias se o albedo das superfícies urbanas mudasse de 0,25 a 0,40. Na cidade de Los Angeles, por exemplo, a redução de temperatura seria da ordem dos 2°C a 4°C se o valor do albedo fosse incrementado em 0,13. A diminuição desta magnitude de temperatura poderia reduzir o consumo de eletricidade para ar-condicionado em 10% e a poluição em até 20% durante os dias de verão.

Dentro da distribuição espacial das cidades, vias urbanas, calçadas, praças e estacionamentos, representam cerca de 20% da área. Os materiais tradicionalmente empregados na pavimentação destas áreas apresentam valores de albedo variando de 0,05 (misturas asfálticas) a 0,42 (concreto cimento Portland). Desta forma, revestimentos de concreto (tipo pavimento rígido e bloquetes) propiciam superfícies mais frias e têm uma menor contribuição para o fenômeno da Ilha de Calor Urbano, enquanto que revestimentos dessas mesmas áreas com mistura asfáltica teriam uma maior contribuição para a formação da Ilhas. Assim, neste cenário, o grande desafio da cadeia produtiva do setor do asfalto e de misturas asfálticas seria buscar formas de como reduzir o seu albedo.

Esta tecnologia ainda é incipiente no setor. Dentre as pesquisas recentes, desenvolvidas também no Brasil, a opção de maior potencial para incrementar a reflectância dos revestimentos asfálticos é mudar a sua coloração mediante o uso de pigmentos, produzindo-se misturas asfálticas coloridas (vide figura 2). Os resultados mostraram que alguns pigmentos conseguem aumentar a reflectância da mistura asfáltica em até 70%. Entretanto, o albedo dessas misturas ainda é cerca de 4 a 6 vezes menor se comparado com superfícies executadas em concreto cimento Portland, indicando que muito se tem a evoluir nos pigmentos e no ligante para que se possa produzir revestimentos asfálticos dentro do conceito de pavimentos frios e contribuir de forma mais efetiva para a redução da Ilha de Calor Urbano. Mas mesmo assim, em simulação realizada no entorno do prédio da Reitoria da UFSC (Universidade Federal de Santa Catarina), a substituição das áreas revestidas por misturas asfálticas coloridas propiciaria uma redução da temperatura em até 1,5
°C.

Por outro lado, para áreas urbanas já revestidas com misturas asfálticas, uma das alternativas de rápida e fácil implementação para a redução da Ilha de Calor Urbano, seria pintá-las com tintas que propiciem superfícies de elevado albedo, como ilustrado na figura 3. Entretanto, ao se pintar a superfície de uma via urbana, pode-se reduzir ou até se perder algumas propriedades funcionais da mistura asfáltica como, por exemplo, a capacidade de absorção sonora (aumento na geração do ruído pneu/pavimento), a drenabilidade (formação de spray) e a perda da aderência pneu/pavimento (comprometendo a segurança do usuário). Além disso, superfícies muito claras causam desconforto à visão humana, necessitam-se utilizar tintas cujos pigmentos contidos reflitam a luz em comprimentos de ondas que não afetem a visão humana.
Mais informações sobre o tema podem ser encontradas em www.rodoviasverdes.ufsc.br 



Este artigo foi produzido com base em pesquisa realizada nos principais canais de informação do mercado de transporte. As afirmações contidas aqui não representam o posicionamento da Volvo.

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