a importância do microclima na simulação higrotérmica

A IMPORTÂNCIA DO MICROCLIMA NA SIMULAÇÃO HIGROTÉRMICA ANDRÉ GONÇALVES DE FREITAS Dissertação submetida para satisfação parcial dos requisitos do grau de MESTRE EM ENGENHARIA CIVIL — ESPECIALIZAÇÃO EM CONSTRUÇÕES Orientador: Professora Doutora Eva Sofia Botelho Machado Barreira Coorientador: Professor Doutor José Augusto Coelho da Rocha e Silva JUNHO DE 2013 MESTRADO INTEGRADO EM ENGENHARIA CIVIL 2012/2013 DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA CIVIL Tel. +351-22-508 1901 Fax +351-22-508 1446  [email protected] Editado por FACULDADE DE ENGENHARIA DA UNIVERSIDADE DO PORTO Rua Dr. Roberto Frias 4200-465 PORTO Portugal Tel. +351-22-508 1400 Fax +351-22-508 1440  [email protected]  http://www.fe.up.pt Reproduções parciais deste documento serão autorizadas na condição que seja mencionado o Autor e feita referência a Mestrado Integrado em Engenharia Civil - 2012/2013 - Departamento de Engenharia Civil, Faculdade de Engenharia da Universidade do Porto, Porto, Portugal, 2013. As opiniões e informações incluídas neste documento representam unicamente o ponto de vista do respetivo Autor, não podendo o Editor aceitar qualquer responsabilidade legal ou outra em relação a erros ou omissões que possam existir. Este documento foi produzido a partir de versão eletrónica fornecida pelo respetivo Autor. Aos meus Pais, à minha família e à Joana “Não há conhecimento que não tenha valor” Edmund Burke A Importância do Microclima na Simulação Higrotérmica i AGRADECIMENTOS Gostaria de agradecer a todos os que contribuíram para a realização deste trabalho, destacando primariamente a minha orientadora Professora Doutora Eva Barreira pelos seus conselhos, partilha do conhecimento, pela sua inteira disponibilidade, apoio e paciência que demostrou ao longo destes meses de trabalho. Agradeço ao Professor Doutor Rocha e Silva, meu coorientador, pela sua disponibilidade, orientação científica no campo da estatística bem como a sua generosa partilha de materiais de pesquisa. Ao Professor Doutor Joaquim Mendes, por facultar os dados e imagens da estação meteorológica automática localizada na empresa EFACEC. Aos meus pais por todo o incentivo prestado e apoio constante. Por último, gostaria de agradecer à minha namorada Joana Alves por todas as ajudas dadas na realização desta dissertação e pelo amor e carinho que me dedicou e dedica todos os dias. O meu muito obrigado a todos! A Importância do Microclima na Simulação Higrotérmica iii RESUMO Este trabalho pretende avaliar a influência do microclima, nomeadamente dos elementos climáticos temperatura e humidade relativa do ar, na simulação higrotérmica. A importância crescente das áreas urbanas em termos demográficos, socioeconómicos e culturais faz com que a climatologia seja cada vez mais uma prioridade e um tema de investigação em áreas científicas. Com o aumento da industrialização/urbanização o clima das cidades sofreu severas alterações que têm consequências visíveis nos padrões higrométricos. Dos elementos climáticos que influenciam o clima (temperatura do ar, humidade relativa do ar, vento, radiação, precipitação e pressão atmosférica) foram estudados mais aprofundadamente a temperatura e a humidade relativa do ar, uma vez que os restantes elementos podem ser bloqueados no programa de simulação. Deste modo é mais fácil a interpretação dos resultados obtidos. Os dados climáticos foram obtidos a partir das estações meteorológicas pertencentes ao Laboratório de Física das Construções (LFC) e à empresa EFACEC. Posteriormente, estes dados foram tratados estatisticamente segundo uma análise descritiva e por inferência estatística, recorrendo ao programa MINITAB 16. O estudo higrotérmico foi efetuado através do programa de simulação WUFI PRO 4.2 de modo a avaliar a influência da temperatura e humidade relativa do ar, medida por diferentes estações, no comportamento de uma parede exterior. Foi analisada a temperatura superficial exterior, a humidade relativa superficial exterior e o teor de humidade das quatro camadas constituintes da parede. Na simulação utilizaram-se os dados do clima registados pelas duas estações no mês de março e agosto de 2011, correspondentes às épocas de inverno e verão, respetivamente. A análise efetuada permitiu concluir que existem diferenças entre as temperaturas e humidades relativas do ar medidas pelas duas estações meteorológicas. A variação entre as temperaturas e humidades relativas do ar reflete-se de forma muito semelhante na variação das temperaturas superficiais exteriores e nas humidades relativas superficiais obtidas por simulação. O teor de humidade das camadas constituintes da parede também sofre variações quando simulada com os dois climas, sendo essa variação relativamente reduzida na camada mais interior. PALAVRAS-CHAVE: Clima, Tratamento estatístico, Simulação higrotérmica, WUFI A Importância do Microclima na Simulação Higrotérmica v ABSTRACT This study aims to evaluate the influence of microclimate, in particular of the climatic factors temperature and relative humidity in hygrothermal simulation. The increasing importance of urban areas in terms of demographics, socio-economic and cultural, makes the climatology becomes increasingly a priority and a topic of research in scientific areas. With the increasing of industrialization / urbanization the weather of the cities suffer severe changes that have visible consequences on the hygrometric patterns. Climatic factors that influence climate (air temperature, air humidity, wind, radiation, rain and atmospheric pressure) have been studied in more detail the temperature and relative humidity, since the remaining elements can be locked in the simulation program. Thus it is easier to interpret the results. Climatic data were obtained from the meteorological stations belonging to the Laboratory of Building Physics (LFC) and the company EFACEC. Subsequently, these data were treated statistically according to a descriptive analysis and statistical inference, using the program MINITAB 16. The study was conducted by hygrothermal simulation on the program PRO WUFI 4.2 in order to evaluate the influence of temperature and relative humidity measured by different stations, on the behavior of an outer wall. It was analyzed the temperature of outer surface, the relative humidity outer surface and the water content of the four layers constituent of the wall. In the simulation were used the climate data recorded by two stations in march and august 2011, corresponding to the seasons of winter and summer, respectively. The performed analysis concluded that there are differences between the temperature and relative humidity of the air measured by two meteorological stations. The variation between the temperature and relative humidity of the air is reflected in a similar way to the variation of the surface temperatures and relative humidifies outer surface obtained by simulation. The water content of the layers constituting the wall also undergoes variations when simulated with the two climates, being this variation relatively low in the innermost layer. KEYWORDS: Climate, statistical processing, hygrothermal simulation, WUFI A Importância do Microclima na Simulação Higrotérmica xii Fig.29 – Representação em caixa-de-bigodes da temperatura medida pelas das duas estações, março 2011 ............................................................................................................................................ 36 Fig.30 – Reta de correlação e nuvem de pontos, simples e do primeiro grau, entre a temperatura das duas estações, março 2011................................................................................................................... 37 Fig.31 – Reta de correlação e nuvem de pontos, simples e do primeiro grau, entre diferença de pares homólogos das temperaturas medidas pelas duas estações e a temperatura medida pela estação LFC (à esquerda) e EFACEC (à direita), março 2011 .......................................................................... 37 Fig.32 – Variação da temperatura, agosto 2011 ................................................................................... 38 Fig.33 – Variação da temperatura, 1 a 5 de agosto 2011 ..................................................................... 38 Fig.34 – Diferença de temperatura entre as duas estações, agosto 2011 ........................................... 39 Fig.35 – Diferença de temperatura entre as duas estações, 1 a 5 de agosto 2011 ............................. 39 Fig.36 – Representação em caixa-de-bigodes da temperatura medida pelas das duas estações, agosto 2011 ........................................................................................................................................... 40 Fig.37 – Reta de correlação e nuvem de pontos, simples e do primeiro grau, entre a temperatura das duas estações, agosto2011 ................................................................................................................... 40 Fig.38 – Reta de correlação e nuvem de pontos, simples e do primeiro grau, entre diferença de pares homólogos das temperaturas medidas pelas duas estações e a temperatura medida pela estação LFC (à esquerda) e EFACEC (à direita), agosto 2011 .......................................................................... 41 Fig.39 – Média móvel para estação LFC e EFACEC, temperatura, março 2011 ................................. 43 Fig.40 – Média móvel para estação LFC e EFACEC, temperatura, agosto 2011 ................................ 43 Fig.41 – Temperatura do ar, março 2011 .............................................................................................. 44 Fig.42 – Ajuste entre as curvas da temperatura do ar, março 2011 ..................................................... 44 Fig.43 – Temperatura do ar, agosto 2011 ............................................................................................. 45 Fig.44 – Ajuste entre as curvas da temperatura do ar, agosto 2011 .................................................... 45 Fig.45 – Exemplo de variação diurna da temperatura e humidade relativa [63] ................................... 46 Fig.46 – Variação da humidade relativa do ar, março 2011 .................................................................. 46 Fig.47 – Variação da humidade relativa do ar, 1 a 5 de março 2011 ................................................... 47 Fig.48 – Diferença de humidade relativa do ar entre as duas estações, março 2011 .......................... 47 Fig.49 – Diferença de humidade relativa do ar, entre as duas estações, 1 a 5 de março 2011 ........... 48 Fig.50 – Representação em caixa-de-bigodes da humidade relativa medida pelas das duas estações, março 2011 ............................................................................................................................................ 48 Fig.51 – Reta de correlação e nuvem de pontos, simples e do primeiro grau, entre a humidade relativa das duas estações, março 2011 ............................................................................................................ 49 Fig.52 – Reta de correlação e nuvem de pontos, simples e do primeiro grau, entre diferença de pares homólogos das humidades relativas do ar medidas pelas duas estações e a humidade relativa do ar medida pela estação LFC (à esquerda) e EFACEC (à direita), março 2011 ........................................ 49 Fig.53 – Variação da humidade relativa do ar, agosto 2011 ................................................................. 50 A Importância do Microclima na Simulação Higrotérmica xiii Fig.54 – Variação da humidade relativa do ar, 1 a 5 de agosto 2011 .................................................. 50 Fig.55 – Diferença de humidade relativa do ar entre as duas estações, agosto 2011 ......................... 51 Fig.56 – Diferença de humidade relativa do ar, entre as duas estações, 1 a 5 de agosto 2011 .......... 51 Fig.57 – Representação em caixa-de-bigodes da humidade relativa medida pelas das duas estações, agosto 2011 ........................................................................................................................................... 52 Fig.58 – Reta de correlação e nuvem de pontos, simples e do primeiro grau, entre a humidade relativa das duas estações, agosto 2011........................................................................................................... 52 Fig.59 – Média móvel para estação LFC e EFACEC, humidade relativa, março 2011 ........................ 54 Fig.60 – Média móvel para estação LFC e EFACEC, humidade relativa, agosto 2011 ....................... 54 Fig.61 – Humidade relativa do ar, março 2011 ..................................................................................... 55 Fig.62 – Ajuste entre as curvas da humidade relativa do ar, março 2011 ............................................ 55 Fig.63 – Humidade relativa do ar, agosto 2011 .................................................................................... 56 Fig.64 – Ajuste entre as curvas da humidade relativa do ar, agosto 2011 ........................................... 56 Fig.65 – Composição esquemática do elemento construtivo simulado ................................................ 63 Fig. 66 – Seleção dos dados a exportar (WUFI PRO 4.2) .................................................................... 66 Fig.67 – Influência do clima na temperatura superficial exterior, março 2011 ..................................... 67 Fig.68 – Ajuste entre as curvas da temperatura superficial exterior, março 2011 ................................ 67 Fig.69 – Influência do clima na humidade relativa superficial exterior, março 2011 ............................ 68 Fig.70 – Ajuste entre as curvas da humidade relativa superficial exterior, março 2011 ....................... 68 Fig.71 – Influência do clima no teor de humidade da camada de reboco, março 2011 ....................... 69 Fig.72 – Ajuste entre as curvas do teor de humidade da camada de reboco, março 2011 ................. 69 Fig.73 – Influência do clima no teor de humidade da camada de tijolo maciço, março 2011 .............. 70 Fig.74 – Ajuste entre as curvas do teor de humidade da camada de tijolo maciço, março 2011 ........ 70 Fig.75 – Influência do clima no teor de humidade da camada de isolante térmico, março 2011 ......... 71 Fig.76 – Ajuste entre as curvas do teor de humidade da camada de isolante térmico, março 2011 ... 71 Fig.77 – Influência do clima no teor de humidade da camada de placa de gesso, março 2011 .......... 72 Fig.78 – Ajuste entre as curvas do teor de humidade da camada de placa de gesso, março 2011 .... 72 Fig.79 – Influência do clima na temperatura superficial exterior, agosto 2011 ..................................... 82 Fig.80 – Ajuste entre as curvas da temperatura superficial exterior, agosto 2011 ............................... 82 Fig.81 – Influência do clima na humidade relativa superficial exterior, agosto 2011............................ 82 Fig.82 – Ajuste entre as curvas da humidade relativa superficial exterior, agosto 2011 ...................... 83 Fig.83 – Influência do clima no teor de humidade da camada de reboco, agosto 2011 ...................... 83 Fig.84 – Ajuste entre as curvas do teor de humidade da camada de reboco, agosto 2011 ................ 83 Fig.85 – Influência do clima no teor de humidade da camada de tijolo maciço, agosto 2011 ............. 84 A Importância do Microclima na Simulação Higrotérmica xiv Fig.86 – Ajuste entre as curvas do teor de humidade da camada de tijolo maciço, agosto 2011 ........ 84 Fig.87 – Influência do clima no teor de humidade da camada de isolante térmico, agosto 2011 ........ 84 Fig.88 – Ajuste entre as curvas do teor de humidade da camada de isolante térmico, agosto 2011 .. 85 Fig.89 – Influência do clima no teor de humidade da camada de placa de gesso, agosto 2011 ......... 85 Fig.90 – Ajuste entre as curvas do teor de humidade da camada de placa de gesso, agosto 2011.... 85 A Importância do Microclima na Simulação Higrotérmica xv ÍNDICE DE QUADROS Quadro 1 – Comparação do microclima urbano com o microclima regional [13] ................................... 7 Quadro 2 – Especificações dos equipamentos da estação LFC .......................................................... 31 Quadro 3 – Especificações dos equipamentos da estação EFACEC .................................................. 33 Quadro 4 – Análise descritiva da temperatura, março 2011 ................................................................. 36 Quadro 5 – Análise descritiva da temperatura, agosto 2011 ................................................................ 39 Quadro 6 – Teste t de amostras emparelhadas das temperaturas ...................................................... 41 Quadro 7 – Teste quociente da variância de amostras emparelhadas das temperaturas ................... 42 Quadro 8 – Teste de Mann-Whitney de amostras emparelhadas das temperaturas ........................... 42 Quadro 9 – Análise descritiva da humidade relativa, março 2011........................................................ 48 Quadro 10 – Análise descritiva da humidade relativa, agosto 2011 ..................................................... 51 Quadro 11 – Teste t de amostras emparelhadas das humidades relativas ......................................... 53 Quadro 12 – Teste quociente da variância de amostras emparelhadas das humidades relativas ...... 53 Quadro 13 – Teste de Mann-Whitney de amostras emparelhadas das humidades relativas .............. 53 Quadro 14 – Propriedades dos materiais que constituem a parede..................................................... 63 Quadro 15 – Parâmetros de simulação ................................................................................................ 64 Quadro 16 – Simulações efetuadas ...................................................................................................... 65 Quadro 17 – Parâmetros climáticos utilizados (março e agosto 2011) ................................................ 65 Quadro 18 – Síntese dos ajustes realizados às curvas de frequências acumuladas ........................... 74 A Importância do Microclima na Simulação Higrotérmica xvi A Importância do Microclima na Simulação Higrotérmica xvii SIMBOLOGIA – incremento da condutibilidade térmica por percentagem de massa de humidade [-] – velocidade da luz no vazio [m/s] – coeficiente de difusividade hídrica [m2/s] – coeficiente de condução liquida [kg/(m∙s)] – calor latente da mudança de fase [J/kg] H – entalpia [J/m3] – humidade relativa [%] – massa de ar seco [kg] – massa de vapor de água [kg] – massa de vapor de água de saturação [kg] – pressão de saturação [Pa] – pressão parcial de vapor de água [Pa] – pressão atmosférica normal [Pa] – pressão de saturação [Pa] – tempo [s] T – temperatura absoluta [K] – temperatura absoluta do ar [K] – teor de humidade do ar [kg/kg] – volume [m3] – teor de humidade [kg/m3] – humidade absoluta do ar [kg/m3] – permeabilidade ao vapor no ar [kg/(m∙s∙Pa)] – permeabilidade ao vapor do material [kg/(m∙s∙Pa)] – comprimento de onda [m] – condutibilidade térmica do material seco [W/(m∙K)] – condutibilidade térmica do material húmido [W/(m∙K)] – fator de resistência à difusão de vapor [-] – frequência [Hz] – humidade relativa [-] – temperatura do ar [°C] – massa volúmica do material seco [kg/m3] A Importância do Microclima na Simulação Higrotérmica xviii A Importância do Microclima na Simulação Higrotérmica 1 1 INTRODUÇÃO 1.1. ENQUADRAMENTO Na conceção de edifícios, as especificações sobre o desempenho higrotérmico tem tomado uma importância crescente, sendo objeto de estudo pelas implicações que acarreta, não só do ponto de vista económico mas também da satisfação do utilizador. O desempenho higrotérmico de um edifício é afetado por inúmeras variáveis, entre as quais se destacam as características de materiais de construção utilizados, as condições fronteira e o clima exterior e interior. É de notória importância o conhecimento do clima envolvente dos edifícios uma vez que o conhecimento da resposta de um edifício face às solicitações climáticas permite selecionar as soluções técnicas que garantem um desempenho higrotérmico adequado. O estudo do clima e o conhecimento climatológico permitem solucionar problemas práticos em diferentes contextos, destacando-se a sua utilidade no planeamento urbano bem como na preservação ambiental. As condições climáticas a que um dado edifício está exposto diferem daquelas a que os restantes edifícios envolventes estão expostos. O microclima local é modificado por estruturas particularizadas onde o edifício está localizado. Os parâmetros climáticos que têm influência no desempenho higrotérmico são a temperatura do ar, humidade relativa do ar, radiação, precipitação, vento e pressão atmosférica. A organização mundial de meteorologia fixa normas e padrões que visam um registo espácio-temporal dos vários elementos meteorológicos com qualidade e fiabilidade. Este registo é efetuado por instrumentos de medição cada vez mais diversificados e sofisticados presentes nas estações meteorológicas. A partir deste conhecimento é possível iniciar a modelação relativa ao comportamento higrotérmico. A simulação numérica constitui uma importante ferramenta para a fase de conceção da edificação pois permite testar soluções e verificar a sua eficiência antes da construção, conseguindo deste modo otimizar o conforto e reduzir os custos de manutenção do edifício. São vários os programas de simulação existentes, tendo-se para este trabalho recorrido ao programa WUFI PRO 4.2. Este programa permite simular o comportamento higrotérmico dos edifícios tendo em conta os registos climáticos do local em estudo. Trata-se de um programa de simulação numérica em regime dinâmico, para fluxo unidirecional, que permite o cálculo simultâneo da transferência de calor e humidade num elemento constituído por diferentes camadas. A Importância do Microclima na Simulação Higrotérmica 2 1.2. OBJETIVOS Este trabalho tem como principal objetivo a avaliação da influência do microclima na simulação higrotérmica. Para alcançar esse objetivo, realizaram-se as seguintes tarefas:  Pesquisa dos principais conceitos utilizados na climatologia e da sua aplicabilidade;  Recolha bibliográfica dos parâmetros climáticos que condicionam o desempenho higrotérmico dos edifícios e respetivos equipamentos de medição;  Tratamento estatístico dos dados recolhidos a partir das estações meteorológicas do Laboratório de Físicas das Construções (LFC) da Faculdade de Engenharia da Universidade do Porto (FEUP) e da empresa EFACEC na Maia. Comparação dos parâmetros climáticos temperatura e humidade do ar registados nas duas estações meteorológicas, de modo a verificar as diferenças existentes;  Realização da simulação higrotérmica de uma parede exterior, através do programa WUFI PRO 4.2, com vista a analisar a influência da temperatura e humidade do ar na temperatura superficial exterior, humidade relativa superficial exterior e teor de humidade das diferentes camadas constituintes da parede. 1.3. ORGANIZAÇÃO DO TRABALHO O presente trabalho está dividido em seis capítulos:  O capítulo 1 expõe o enquadramento do tema, os objetivos a que se pretende dar resposta e a estrutura do trabalho;  O capítulo 2 define os conceitos envolvidos na climatologia urbana, sendo feita uma referência especial ao microclima. Descreve os parâmetros climáticos que são condicionantes para o desempenho higrotérmico dos edifícios e os sensores das estações meteorológicas automáticas que permitem a sua medição. Por fim, carateriza o clima do Porto;  O capítulo 3 apresenta os conceitos estatísticos que serão utilizados na comparação de parâmetros climáticos;  O capítulo 4 descreve a estação meteorológica do LFC e da empresa EFACEC. Apresenta a comparação entre os parâmetros climáticos temperatura e humidade do ar medidos pelas duas estações;  O capítulo 5 descreve o programa de cálculo automático utilizado para a realização das simulações, a configuração do elemento construtivo em estudo e os parâmetros de simulação. Apresenta os resultados da influência dos parâmetros climáticos (temperatura e humidade relativa do ar) na temperatura superficial exterior, humidade relativa superficial exterior e no teor de humidade das diversas camadas constituintes da parede;  O capítulo 6 resume as principais conclusões que se obtiveram deste estudo e perspetiva trabalhos futuros a desenvolver nesta área. A Importância do Microclima na Simulação Higrotérmica 3 2 CLIMATOLOGIA URBANA 2.1. INTRODUÇÃO À CLIMATOLOGIA O clima contribuiu decisivamente para o sucesso da evolução humana, tornando-se objeto de estudo ao longo dos tempos [1]. A história do clima urbano remete para a segunda metade do século XIX, quando se realizaram os primeiros trabalhos de Luke Howard e Émilien Renov, que vieram a marcar o início da investigação climatérica urbana [2]. Yoshino (1991) refere que já no início da era cristã, na antiga Roma, o engenheiro e arquiteto romano Marcus Vitruvius, considerado o fundador da estética da Arquitetura, estabeleceu regras para o local de construção ideal tendo em conta parâmetros como o vento, a distância a lagos/pântanos entre outros, com o intuito de obter melhores condições de saúde para os utilizadores bem como uma redução de estados de nevoeiros e geadas [3]. Vitruvius distinguiu três aspetos na sua obra: “ Firmitas” (solidez), “ Utilitas” (utilidade) e “Venustas” (Beleza). Na atualidade, estes conceitos podem ser relacionados com as questões de tecnologia, função e forma que se encontram abrangidos nas teorias ligadas à construção, funcionalidade e formalismo [4]. A importância crescente das áreas urbanas, em termos demográficos, socioeconómicos e culturais, faz com que a climatologia seja, cada vez mais, uma prioridade e um tema de investigação em diferentes áreas científicas, sendo uma área de intensa interdisciplinaridade, onde se intersetam áreas como a Geografia, Arquitetura, Engenharia e a Meteorologia [5]. A climatologia analisa o comportamento médio da atmosfera para um determinado período, através de métodos estatísticos, e encontra as suas bases na meteorologia, que por sua vez, estuda os processos físicos, químicos e biológicos da atmosfera. A meteorologia e a climatologia são conceitos diferentes, no entanto, são facilmente confundidos no dia-a-dia [5] [6]. Dos conceitos anteriores surgem as noções de “tempo” e “clima”. A meteorologia estuda mais diretamente o tempo, e a climatologia o clima. De um modo geral, o tempo é definido como a flutuação das condições atmosféricas num determinado momento e local, sendo caracterizado pela temperatura, vento, precipitação, nuvens, entre outros elementos. Sofre influência de chuvas, diferenças de pressão e latitude, assim como das atividades do homem. Relativamente ao clima, este refere-se às características da atmosfera, ao tempo médio e à sua variabilidade durante um período de tempo e numa certa área. É influenciado pela localização, latitude, distância do mar, vegetação, presença de montanhas ou outros fatores geográficos. Também varia no tempo, de estação para estação, ano para ano, década para década ou ainda por períodos mais longos de tempo. Inclui considerações sobre os desvios em relação às médias, variabilidade climática, condições extremas e frequências de eventos que ocorrem em determinada condição do tempo [6] [7]. A Importância do Microclima na Simulação Higrotérmica 10 2.3.3. RADIAÇÃO SOLAR A radiação solar é a emissão de energia proveniente do Sol. Essa energia percorre o espaço sob a forma de ondas eletromagnéticas e aquece a superfície terrestre sem causar um aumento significativo da temperatura do ar [22]. As ondas eletromagnéticas não necessitam de um meio de propagação, percorrem o espaço à velocidade de aproximadamente 3x108 m.s-1, correspondente à velocidade da luz no vazio ( ). As características da radiação eletromagnética são definidas pelo seu comprimento de onda ) correspondente à distância entre dois máximos ou pela sua frequência ( ), como se pode verificar na equação 5 [22]. (5) A radiação solar está maioritariamente concentrada na região do espetro eletromagnético (Fig.3) com comprimentos de onda entre 0,15 e 4,0 micrómetros [23]. Na parte inferior da Fig.3 está indicada a região do visível, região do espetro eletromagnético à qual o olho humano é sensível, com comprimentos de onda compreendidos entre 0,38 e 0,75 µm. Fig.3 – Espetro eletromagnético [24] A radiação solar global, que corresponde à totalidade de energia proveniente do Sol e recebida na Terra, pode ser dividida em radiação direta e difusa. A radiação direta é aquela que atravessa a atmosfera unidireccionalmente e a difusa é aquela que é difundida pela atmosfera e pelas nuvens [23]. 2.3.4. PRECIPITAÇÃO A condensação do vapor de água pode ocorrer junto à superfície terrestre, gerando as precipitações superficiais (orvalho, neblina e geadas), ou muito acima da superfície, formando nuvens que irão desencadear as chamadas precipitações não-superficiais, como chuvas, neve e granizo [24]. A Importância do Microclima na Simulação Higrotérmica 11 A chuva é uma das formas mais comuns e familiares de precipitação, existindo três tipos de chuva [17]:  Chuvas convectivas — são produzidas pela elevação do ar abundantemente aquecido, originando nuvens de grande desenvolvimento vertical. É uma chuva breve e abundante na forma de aguaceiros.  Chuvas orográficas/chuvas de relevo — formam-se devido à elevação do ar ao longo das vertentes das montanhas expostas aos ventos húmidos. Nas vertentes opostas a chuva é muito escassa.  Chuvas frontais — formam-se pela elevação do ar húmido em regiões de baixas pressões para onde convergem as massas de ar frio e quente. A precipitação pode variar consoante os seguintes parâmetros [13] [25]:  Altitude — chove mais nos pontos mais elevados e nas encostas expostas aos ventos húmidos.  Latitude — as regiões próximas do Equador são mais chuvosas, diminuindo a precipitação à medida que nos aproximamos dos trópicos. As regiões polares têm precipitações escassas.  Proximidades do mar — as regiões mais próximas do litoral têm maior humidade e maior precipitação.  Ilhas de calor — Podem aumentar a elevação da convecção e as temperaturas quentes dos meses de verão podem servir para formar ou intensificar as tempestades sobre as áreas urbanas. As células de tempestade que passam sobre as cidades podem ser "reabastecidas" pelo contacto com as superfícies quentes e pela adição de partículas higroscópicas. Ambos podem provocar chuvas. 2.3.5. VENTO O vento é o movimento horizontal do ar em relação à superfície da Terra. Além deste movimento, também se verificam na atmosfera correntes verticais, que são da maior relevância na síntese de alguns fenómenos atmosféricos (nuvens, precipitação, trovoadas, turbulência, etc.) [26]. Segundo Barreto (2002), o processo físico de aquecimento diferencial entre as superfícies oceânicas e continentais faz com que haja uma variação de pressão que por sua vez origina os ventos. Estes determinam o tempo e o clima de uma região, desempenham um papel decisivo na distribuição de calor e humidade na atmosfera [27]. A direção do vento varia no tempo e no espaço, dependendo da geografia do local, da rugosidade da superfície, do relevo, da vegetação, do clima e da época do ano. O conhecimento da direção dos ventos e das suas velocidades médias proporcionam informações importantes para o posicionamento de equipamentos nas edificações [27]. Os edifícios com altura elevada existentes no microclima urbano podem perturbar de um modo significativo os fluxos de ar e até mesmo desviar ou diminuir os ventos. Deste facto resulta a diminuição do vento nas áreas urbanas em comparação com as áreas rurais circundantes. No entanto, as zonas de maiores aglomerações podem ser mais ventosas. Este é o resultado do aumento da rugosidade da superfície, que cria a linha do horizonte, conduzindo a turbilhões e redemoinhos fortes. Em alguns casos, estes ventos turbulentos são canalizados entre edifícios, produzindo um efeito Venturi (Fig.4) [13]. A Importância do Microclima na Simulação Higrotérmica 12 Fig.4 – Comportamento dos ventos à volta dos edifícios [13] 2.3.6. PRESSÃO ATMOSFÉRICA Comparativamente com os restantes parâmetros climáticos, a pressão é o menos percetível fisicamente. A pressão atmosférica pode ser definida como a força exercida pela atmosfera sobre a superfície da Terra. O valor considerado normal da pressão atmosférica ao nível do mar é de 101325 pascal (Pa), isto significa que por cada cm2 de uma superfície horizontal a atmosfera exerce a mesma pressão que uma massa de 1,033kg [28]. As diferenças na pressão estão diretamente relacionadas com:  Temperatura — A atmosfera não se encontra confinada, logo o ar é livre de expandir-se e contrair-se. Quando a temperatura do ar aumenta a sua densidade diminui, levando a uma queda de pressão, pois para volumes iguais o ar quente é mais leve que o ar frio. Quando a temperatura diminui verifica-se o efeito oposto [29].  Altitude — A pressão varia inversamente com a altitude. Quanto maior a altitude menor a pressão devido à diminuição da coluna de ar acima da superfície terrestre [26].  Latitude — A latitude influencia de forma direta a pressão, portanto, quanto menor a latitude, menor a pressão. A distribuição da pressão atmosférica baseia-se no sistema de circulação do ar, que faz deslocar o ar quente do equador para os polos e o ar frio dos polos para o equador. Nos polos as baixas temperaturas fazem contrair o ar, deixando-o mais denso e tendo uma maior pressão. No equador verifica-se o efeito contrário [29].  Vapor de água — Uma massa de ar mais húmida exerce menor pressão comparativamente a uma massa de ar mais seca, considerando iguais temperaturas e volumes. Isto deve-se ao facto de o peso molecular da água (18,016 kg/mol) ser menor que o peso molecular médio do ar (28,97 kg/mol), o que leva a uma diminuição da densidade e consequentemente a uma menor pressão [29]. A Importância do Microclima na Simulação Higrotérmica 13 2.4. SENSORES NUMA ESTAÇÃO METEOROLÓGICA AUTOMÁTICA 2.4.1. SENSOR DE TEMPERATURA E HUMIDADE RELATIVA DO AR (TERMOHIGRÓMETRO) O termohigrómetro (Fig.5) é um instrumento que permite obter diretamente a temperatura e a humidade relativa do ar, através de dois sensores combinados. Estes sensores estão contidos num abrigo próprio, para proteção contra a incidência direta de raios solares, chuva e vento excessivo. Os abrigos são de cor branca, podendo ser de plástico ou alumínio, e estão desenvolvidos para que exista uma livre circulação de ar, permitindo um equilíbrio com a atmosfera [30]. (A) (B) Fig.5 – Exemplo de abrigo com termohigrómetro (A) e termohigrómetro em desenho esquemático (B) [31] 2.4.2. SENSOR DE RADIAÇÃO SOLAR GLOBAL (PIRANÓMETRO) A radiação solar está concentrada principalmente na zona da radiação de “curto comprimento de onda” compreendida entre os 300-4000nm (4 mm), que inclui o visível e ultravioleta [32]. Os instrumentos responsáveis pela medição da radiação solar designam-se radiómetros. Estes passam a ter nomes específicos consoante o tipo da radiação medida [30]. Para a medição da radiação solar global (soma da radiação direta e difusa) são utilizados os piranómetros (Fig.6 A). Um piranómetro padrão (Fig.6 B) é composto por um corpo principal em alumínio, o qual possui um involucro de vidro (cúpula), um sensor (termopilha), uma cobertura sombreada pintada de branco (colocada sobre o corpo do instrumento para impedir o aquecimento e refletir a radiação incidente), um nível de bolha, um reservatório de sílica-gel que mantem o ambiente seco, um conector elétrico e parafusos niveladores [33]. O elemento de deteção do piranómetro é a termopilha que realiza a transformação do gradiente de temperatura num sinal elétrico. A termopilha encontra-se dentro de um pequeno disco revestido de negro, que tem um espectro de absorção sobre todo o espectro solar. O invólucro de vidro duplo protege o sensor de poeiras, chuva, limita a absorção dos comprimentos de onda através da transmissão de apenas radiação com comprimentos de onda inferiores a ~2800nm, mantendo um A Importância do Microclima na Simulação Higrotérmica 14 campo de visão de 180°, assim como também protege a superfície do sensor de correntes convectivas de ar que podem afetar a temperatura na superfície do sensor [34]. (A) (B) Fig.6 – (A) Exemplo de piranómetro [35] e (B) corte vertical de um piranómetro padrão [33] Existe a possibilidade de acoplar a instrumentos de medição da radiação solar um anel de sombreamento, que os protege da radiação direta. A combinação de um piranómetro com um anel de sombreamento (Fig.7 A) permite a medição da radiação difusa, sendo necessário efetuar um ajuste periódico da posição do anel, para garantir medições precisas. O anel poderá também intercetar uma pequena parte da radiação solar difusa, sendo necessário uma correção de modo a compensar este facto [36]. Uma alternativa aos piranómetros com anel de sombreamento são os piranómetros com máscara de sombra no seu interior (Fig.7 B). Esta máscara garante que de entre os vários sensores térmicos do piranómetro um esteja sempre totalmente exposto aos raios solares e outro completamente em sombra, independente da posição do sol. Estes tipos de piranómetros oferecem uma medição precisa da radiação solar direta e difusa bem como da duração da luz solar, sem recurso a peças móveis [37]. (A) (B) Fig.7 – (A) Exemplo de piranómetro com anel de sombreamento [36] e (B) piranómetro com máscara de sombra [37] A Importância do Microclima na Simulação Higrotérmica 15 2.4.3. SENSOR DE RADIAÇÃO TERRESTRE E ATMOSFÉRICA (PIRGEÓMETRO) O pirgeómetro (Fig.8) é um radiómetro que mede a radiação terrestre e atmosférica (radiação de longo comprimento de onda). O mecanismo de medição através da termopilha é semelhante ao do piranómetro, no entanto, a janela de silício, revestida por uma película, serve de filtro, permitindo a passagem da radiação infravermelha e obstruindo a radiação de onda curta. A termopilha tem uma extremidade ligada a um disco enegrecido que serve de superfície de receção e a outra extremidade encontra-se em contacto térmico com o invólucro do instrumento. A termopilha confere uma tensão proporcional ao fluxo da radiação de longo comprimento de onda. O pirgeómetro funciona pela determinação do balanço térmico do próprio instrumento. As especificações espectrais dos pirgeómetros são determinadas pelas características do revestimento de absorção e pela janela de silício [38]. (A) (B) Fig.8 – (A) Exemplo de pirgeómetro e (B) corte vertical de um pirgeómetro [32] 2.4.4. SENSOR DE PRECIPITAÇÃO (PLUVIÓMETRO) O pluviómetro (Fig.9) é um instrumento que se destina a medir a precipitação acumulada num intervalo de tempo. Um pluviómetro automático convencional capta a precipitação, através de um funil com área de coleta conhecida, e encaminha-a para um sistema de báscula. Quando a quantidade de chuva acumulada na báscula atinge uma determinada altura, o peso dessa quantidade de líquido faz mover o mecanismo e aciona um componente magnético que gera impulsos transmitidos ao registador. Depois do esvaziamento, o sistema basculante retorna à posição de nova recolha [39]. Fig.9 – Exemplos de pluviómetros [40] [41] JANELA DE SILÍCIO CHAPÉU SOMBREADOR TERMOPILHA RESERVATÓRIO COM SÍLICA GEL SENSOR DE TEMPERATURA A Importância do Microclima na Simulação Higrotérmica 16 2.4.5. SENSOR DE VELOCIDADE E DIREÇÃO DO VENTO (ANEMÓMETRO E CATA-VENTO) O anemómetro (Fig.10) é um instrumento de medição da velocidade do vento. Por norma, possui um cata-vento, bandeira que gira à volta de uma haste vertical, de modo a transmitir por meios mecânicos ou elétricos a direção do vento. Os anemómetros de concha, anemómetros mais vulgares, são constituídos por três ou quatro conchas hemisféricas, delineadas para captar o vento e girar em torno de um eixo vertical. O conjunto das conchas faz ativar um mecanismo onde está instalado um sensor eletrónico que regista e calcula a velocidade do vento. Este sistema é independente da direção do vento, não necessitando de um dispositivo de alinhamento [42]. (A) (B) Fig.10 – (A) Exemplo de anemómetro de concha e (B) cata-vento [43] 2.4.6. SENSOR DE PRESSÃO ATMOSFÉRICA (BARÓMETRO) O barómetro (Fig.11) é um instrumento de medição da pressão atmosférica, que utiliza um sensor de pressão micromecânico de silício. Este sensor tem como base de funcionamento as mudanças dimensionais da membrana de silício para medir a pressão. Conforme a pressão aumenta ou diminui, a membrana deforma-se, aumentando ou diminuindo a altura da câmara de vácuo dentro do sensor. Os lados opostos da câmara de vácuo funcionam como elétrodos, e conforme muda a distância entre os elétrodos, a capacidade elétrica do sensor muda. A capacidade elétrica é medida e convertida em leituras de pressão [44]. (A) (B) Fig.11 – (A) Exemplo de barómetro digital e desenho esquemático da secção transversal [44] [45] A Importância do Microclima na Simulação Higrotérmica 17 2.5. CLIMA URBANO NO PORTO Portugal apresenta um clima tipicamente mediterrâneo. Apesar de ser um país de pequenas dimensões, apresenta variações nos parâmetros climáticos devido à geografia e às estações do ano. De acordo com a classificação de Koppen [46], o clima de Portugal Continental divide-se em duas regiões como mostra a Fig.12:  Região referente a um clima temperado com Inverno chuvoso e Verão seco e quente (Csa);  Região referente a um clima temperado com Inverno chuvoso e Verão seco e pouco quente (Csb) Fig.12 – Clima de Portugal Continental, segundo a classificação de Koppen [46] A cidade do Porto ocupa uma área aproximada de 4000ha, entre os paralelos 41 °8' N e 41°11' N e entre os meridianos de Greenwich 8°33'W e 8°41'W. Desenvolveu-se sobre uma plataforma que apresenta uma pequena inclinação para o oceano Atlântico, com altitudes compreendidas entre os 160m (Areosa) e os 0m. É limitada a Sul pelo rio Douro, a Oeste pelo Oceano Atlântico e a Este e a Norte faz fronteira com os concelhos de Gondomar, Maia e Matosinhos (Fig.13) [47]. Os rios limítrofes, o rio Douro e o rio Leça, e as ações do Homem têm modificado o ambiente físico Portuense [48]. A Importância do Microclima na Simulação Higrotérmica 18 Fig.13 – Localização da cidade do Porto [47] O clima litoral Norte e Centro é influenciado pela terra e pelo mar. As propriedades térmicas da água mantêm relativamente constante a temperatura do ar [13]. No Porto verifica-se um clima do tipo Atlântico, ou seja, húmido mas temperado, com algum arrefecimento noturno. O Inverno é mais rigoroso que o Verão, a pluviosidade é alta e não é frequente a formação de gelo ou queda de neve, devido à existência de temperaturas amenas. No Verão, as temperaturas sobem, apresentando os meses mais quentes temperaturas entre 20ºC e 35ºC, referentes aos meses de Junho, Julho e Agosto. Os meses de Setembro e Outubro apresentam temperaturas intermédias, verificando-se uma certa instabilidade, sendo frequente observarem-se manhãs de nevoeiro que depois originam a tardes solarengas, bem como a presença de chuviscos que alternam com momentos de sol [49]. Segundo a Organização Meteorológica Mundial (OMM), designam-se por normais climatológicas de referência os apuramentos estatísticos em períodos de 30 anos que se iniciam no primeiro ano de cada década (1901-30, 1931-1960…). No entanto, podem-se calcular normais climatológicas nos períodos intercalares, por exemplo, 1981-2010. Os gráficos das figuras seguintes (Fig.14 e Fig.15) representam as normais climatológicas do Porto [50]. A Importância do Microclima na Simulação Higrotérmica 19 Fig.14 – Temperatura do ar (°C), normais climatológicas. Porto, Serra do Pilar, 1981-2010 (provisórias) [50] Fig.15 – Precipitação (mm), normais climatológicas. Porto, Serra do Pilar, 1981-2010 (provisórias) [50] A Importância do Microclima na Simulação Higrotérmica 26 3.2.2. TESTE QUOCIENTE DA VARIÂNCIA O teste do quociente da variância testa hipóteses relativas à igualdade/desigualdade entre variâncias, pelo que: (16) (17) onde a variância está representada pelo quadrado do desvio padrão. O procedimento do teste baseia-se no cálculo da estatística: (18) em que e são as variâncias das amostras. Se e forem as variâncias de amostra aleatória de tamanho e de duas populações normais independentes, com variâncias desconhecidas e o intervalo de confiança de )% para a razão é dado por: (19) em que e são os pontos percentuais superiores e inferiores da distribuição , com graus de liberdade no numerador e grau de liberdade no denominador [57]. 3.2.3. TESTE MANN-WHITNEY O teste de Mann-Whitney é um teste não-paramétrico alternativo ao teste t de Student para comparar as médias de duas amostras independentes. Este teste tem como pressupostos a independência e aleatoriedade das amostras e que as variáveis em análise sejam numéricas ou ordinais. O teste de hipóteses também pode expressar-se pela comparação de medianas: (20) (21) A hipótese nula estabelece que as duas amostras têm a mesma distribuição, e se tal acontecer, as médias (e também as medianas) das duas amostras são iguais. A Importância do Microclima na Simulação Higrotérmica 27 O teste Mann-Whitney consiste basicamente na substituição dos dados originais pelos seus números de ordem e cálculo da estatística de teste . As observações das duas amostras, de tamanho e , respetivamente, são combinadas numa única variável e ordenadas por ordem crescente. É atribuído o número de ordem 1 à observação menor e o número de ordem à observação maior. Calculam-se as quantidades [58]: ) (22) ) (23) em que: W1: Soma dos números de ordem das observações da amostra 1 W2: Soma dos números de ordem das observações da amostra 2 A estatística de teste é: ) (24) Alguns autores consideram a estatística de outras formas. O programa MINITAB [59] considera a estatística [58]. 3.3. SÉRIES TEMPORAIS – MÉDIA MÓVEL A análise em séries temporais consiste na avaliação de fenómenos que são tomados em períodos sucessivos de tempo, produzindo sequências de valores ao longo do tempo. A análise de séries temporais permite:  Descrever as propriedades da série como, por exemplo, o padrão de tendência e a existência de alterações estruturais;  Construir modelos que permitam explicar o comportamento da série no período observado;  Controlar processos, como por exemplo o controlo estatístico de qualidade;  Prever valores futuros com base em valores passados. A previsão estatística pode ser realizada utilizando métodos mais complexos ou mais simples. A média móvel é um método de alisamento simples que ajuda a prever valores futuros da série temporal através das observações de valores passados da série em interesse. O propósito deste tipo de métodos consiste em identificar um padrão básico presente nos dados históricos da série e através deste padrão prever valores futuros. As médias móveis podem ser simples, centradas ou ponderadas. A Importância do Microclima na Simulação Higrotérmica 28 Para o período de tempo , a média móvel é definida por: (25) O termo média móvel é utilizado porque à medida que a próxima observação está disponível, a média das observações é recalculada, incluindo esta observação no conjunto de observações e desprezando a observação mais antiga. A Fig.17 – ilustra o cálculo da média móvel, considerando um igual a três. Fig.17 – Exemplo do cálculo das médias móveis simples, com N=3 [60] A Importância do Microclima na Simulação Higrotérmica 29 4 COMPARAÇÃO DA TEMPERATURA E HUMIDADE RELATIVA ENTRE DUAS ESTAÇÕES METEOROLÓGICAS 4.1. ESTAÇÕES METEOROLÓGICAS Os dados climáticos utilizados neste estudo são provenientes de duas estações meteorológicas automáticas localizadas no distrito do Porto, (§2.5). A estação do Laboratório de Física das Construções (LFC) encontra-se no concelho do Porto, freguesia de Paranhos, e a estação da EFACEC no concelho da Maia, freguesia de Moreira. A distância entre as duas estações é de aproximadamente 10km (Fig.18). Fig.18 – Localização das duas estações meteorológicas: (A) estação LFC e (B) estação EFACEC [61] A Importância do Microclima na Simulação Higrotérmica 30 4.1.1 ESTAÇÃO METEOROLÓGICA LFC A estação meteorológica LFC está instalada na cobertura do edifício G (civil) da Faculdade de Engenharia do Porto (FEUP). A cobertura tem proteção pesada de godo e localiza-se ao nível do primeiro piso (Fig.19 e 20). Fig.19 – Localização da estação meteorológica LFC [61] Fig.20 – Envolvente da estação meteorológica LFC [61] A estação LFC (Fig.21) é constituída por equipamentos de diversas marcas comerciais, cujas especificações estão descritas no Quadro 2 [48]. A Importância do Microclima na Simulação Higrotérmica 31 Fig.21 – Estação meteorológica LFC [48] Quadro 2 – Especificações dos equipamentos da estação LFC Variável Sensores necessários Resolução Amplitude Precisão nominal (+/-) Temperatura exterior Sensor de temperatura e humidade relativa (Rotronic) - -40ºC a +55ºC 0,3ºC a 23ºC Humidade exterior - 0 a 100% 1% Radiação solar global e difusa Piranómetro (SPN1 – Delta-T) 0,6 W/m2 0 a >2000 W/m2 5% ±10 W/m2 para medições horárias Sensor de radiação terrestre e atmosférica Pirgeómetro (CGR3 – Kipp & Zonem) -250 a 250 W/m2 Precipitação Pluviómetro (Pronamic) 0,2 mm - - Direção do vento Cata-vento (compact – Thies Clima) - 0 a 360º 5º Velocidade do vento (conchas grandes) Anemómetro (compact – Thies Clima) 0,36 km/h 1,8 a 180 km/h 1,8 km/h ou 3% da medição Pressão atmosférica Barómetro (Technetics – marca branca) - - - A Importância do Microclima na Simulação Higrotérmica 32 4.1.2 ESTAÇÃO METEOROLÓGICA EFACEC A estaçao meteorologica da EFACEC é uma estação Davis Vantage Pro2, comercializada pela empresa Davis Instruments. Está instalada na cobertura, com proteção pesada de godo, de um dos edifícios da empresa EFACEC (Fig.22 e Fig.23). Os sensores que constituem a estação (Fig.24) estão descritos no Quadro 3 [62]. Fig.22 – Localização da estação meteorológica EFACEC [61] Fig.23 – Envolvente da estação meteorológica EFACEC A Importância do Microclima na Simulação Higrotérmica 33 Fig.24 – Estação meteorológica EFACEC Quadro 3 – Especificações dos equipamentos da estação EFACEC Variável Sensores necessários Resolução Amplitude Precisão nominal (+/-) Temperatura exterior Sensor de temperatura e humidade 0,1ºC -40ºC a +65ºC 0,5ºC Humidade exterior 1% 0 a 100% 3% HR; 4% acima de 90% Radiação solar global Piranómetro 1 W/m2 0 a 1800 W/m2 5% da escala completa Precipitação Pluviómetro 0,2 mm 2438 mm/hr. 1mm/hr. Direção do vento Anemómetro 1º 0 a 360º 3º Velocidade do vento (conchas grandes) 1km/h 3 a 290 km/h 3km/h Pressão atmosférica Barómetro 0,1 hPa 880 a 1080 hPa 1,0 hPa De seguida serão comparadas as medições da temperatura do ar e humidade relativa do ar efetuadas pelas estações. Os meses escolhidos para essa comparação foram março e agosto de 2011, correspondentes às épocas de inverno e verão, respetivamente. As medições da estação LFC tinham uma frequência de 10 em 10 minutos e as da estação EFACEC tinham uma frequência de 15 em 15minutos. Foi, por isso, necessário proceder a um ajuste de forma a se obterem intervalos de tempo iguais que pudessem ser comparados. O intervalo escolhido foi o A Importância do Microclima na Simulação Higrotérmica 34 mínimo múltiplo comum dos valores referidos, ou seja, de 30 em 30 minutos. De referir que não foi tida em conta a alteração de hora do dia 27 de março de 2011. 4.2. COMPARAÇÃO DA MEDIDA DA TEMPERATURA ENTRE AS DUAS ESTAÇÕES METEOROLÓGICAS 4.2.1. ANÁLISE ESTATÍSTICA DESCRITIVA O gráfico da Fig.25 mostra a variação da temperatura registada pelas duas estações no mês de março de 2011 e o gráfico da Fig.26 mostra a mesma representação mas para um intervalo de tempo menor, 1 a 5 de março, de modo a que se torne mais percetível a diferença do comportamento entre as duas estações. Os andamentos das curvas das temperaturas medidas pelas duas estações são semelhantes. No entanto nos máximos e mínimos diários observam-se diferenças significativas entre as temperaturas medidas. É notória a variação cíclica diária, idêntica nas duas medições, com a temperatura a subir no período diurno e a decrescer no período noturno. As temperaturas máximas diárias são registadas por volta do meio-dia solar e as mínimas durante a madrugada/início da manhã. As amplitudes térmicas diárias, diferenças entre a temperatura máxima e mínima diária, são muito baixas nalguns dias do mês, o que pode estar relacionado com a maior nebulosidade. Fig.25 – Variação da temperatura, março 2011 Fig.26 – Variação da temperatura, 1 a 5 de março 2011 28-03-2011 22:00 25-03-2011 19:30 22-03-2011 17:00 19-03-2011 14:30 16-03-2011 12:00 13-03-2011 09:30 10-03-2011 07:00 07-03-2011 04:30 04-03-2011 02:00 01-03-2011 00:00 25 20 15 10 5 Tempo (dias) Temperatura (ºC) LFC EFACEC 05-03-2011 23:30 05-03-2011 11:30 04-03-2011 23:30 04-03-2011 11:30 03-03-2011 23:30 03-03-2011 11:30 02-03-2011 23:30 02-03-2011 11:30 01-03-2011 23:30 01-03-2011 11:30 01-03-2011 00:00 17,5 15,0 12,5 10,0 7,5 5,0 Tempo (dias) Temperatura (ºC) LFC EFACEC A Importância do Microclima na Simulação Higrotérmica 35 A Fig.27 representa a diferença entre as temperaturas das duas estações (LFC menos EFACEC) e a Fig.28 mostra a mesma diferença, mas para um intervalo de tempo menor. É visível que as diferenças são quase sempre positivas, o que significa que a estação LFC regista quase sempre temperaturas superiores à estação EFACEC. Este facto é mais notório quando se analisa os máximos e mínimos diários. A estação LFC registou 1355 valores de temperaturas superiores à estação EFACEC, 5 iguais e 128 inferiores. A moda das diferenças é de 0,43 °C, o que significa que a maioria das diferenças de temperatura não ultrapassa os limites de precisão dos equipamentos, por isso, pode dizer-se que não há diferenças apreciáveis na maior parte do conjunto dos dados medidos. As diferenças são mais significativas nos picos. Fig.27 – Diferença de temperatura entre as duas estações, março 2011 Fig.28 – Diferença de temperatura entre as duas estações, 1 a 5 de março 2011 Alguns parâmetros estatísticos descritivos encontram-se indicados no Quadro 4. Verifica-se que a média é maior na estação LFC e que a dispersão é semelhante nas duas estações. 28-03-2011 22:00 25-03-2011 19:30 22-03-2011 17:00 19-03-2011 14:30 16-03-2011 12:00 13-03-2011 09:30 10-03-2011 07:00 07-03-2011 04:30 04-03-2011 02:00 01-03-2011 00:00 4 3 2 1 0 -1 -2 Tempo (dias) Diferença entre temperaturas (ºC) 05-03-2011 23:30 05-03-2011 11:30 04-03-2011 23:30 04-03-2011 11:30 03-03-2011 23:30 03-03-2011 11:30 02-03-2011 23:30 02-03-2011 11:30 01-03-2011 23:30 01-03-2011 11:30 01-03-2011 00:00 3 2 1 0 -1 Tempo (dias) Diferença entre temperaturas (ºC) A Importância do Microclima na Simulação Higrotérmica 42 4.2.2.2. Teste quociente da variância A partir da aplicação do teste quociente da variância, conclui-se que existem diferenças significativas entre as medições de temperatura, visto que o P-Value é sempre inferior ao nível de significância definido (5%) (Quadro 7). Quadro 7 – Teste quociente da variância de amostras emparelhadas das temperaturas Intervalo de confiança de 95% da diferença F P-Value Inferior Superior março 1,01 1,24 1,12 0,028 agosto 1,07 1,32 1,19 0,001 4.2.2.3. Teste de Mann-Whitney Os P-Values resultantes da aplicação do Teste de Mann-Whitney são nulos (Quadro 8), o que leva a não aceitar a hipótese da igualdade das medianas. Conclui-se assim que há diferenças significativas entre as medições. Quadro 8 – Teste de Mann-Whitney de amostras emparelhadas das temperaturas ETA1-ETA2 Intervalo de confiança de 95% da diferença W P-Value Inferior Superior março 0,62 0,40 0,83 2341032 0,000 agosto 0,88 0,63 1,13 2374698 0,000 4.2.3. SÉRIES TEMPORAIS – TEMPERATURA DO AR Nem sobre o ponto de vista estatístico nem sobre o ponto de vista fenomenológico faz sentido comparar diretamente medida a medida das duas estações. Com efeito, dada a localização das duas estações, a da EFACEC parece responder muito mais rapidamente às modificações meteorológicas externas, dado o facto da estação do LFC estar mais “protegida”, o que retarda as modificações meteorológicas. A comparação medida a medida levaria a diferenças que não são reais e que chegam a atingir 4 °C. A existência de dados em séries temporais com variações “intempestivas” não podem ser facilmente comparáveis. É necessário recorrer ao adoçamento das curvas, neste caso conseguido com médias móveis ou através da utilização de curvas de frequências acumuladas. A Importância do Microclima na Simulação Higrotérmica 43 4.2.3.1. Médias Móveis da temperatura do ar Para a realização dos gráficos da média móvel foi escolhido o período 48 por ser o mais representativo das variações no intervalo de tempo considerado, facilitando a leituras das variações. Ao se analisar a curva de período 48, estão-se a considerar variações horárias. Fig.39 – Média móvel para estação LFC e EFACEC, temperatura, março 2011 Fig.40 – Média móvel para estação LFC e EFACEC, temperatura, agosto 2011 As curvas dos gráficos das médias móveis para o mês de março (Fig.39) e agosto (Fig.40) apresentam andamentos semelhantes, no entanto as temperaturas registadas pela estação LFC continuam a ser sempre superiores às registadas pela estação EFACEC. Pode concluir-se que não são apenas os resíduos que provocam a diferença entre as curvas. 28-03-2011 22:00 25-03-2011 19:30 22-03-2011 17:00 19-03-2011 14:30 16-03-2011 12:00 13-03-2011 09:30 10-03-2011 07:00 07-03-2011 04:30 04-03-2011 02:00 01-03-2011 00:00 20 18 16 14 12 10 8 Tempo (dias) Temperatura (ºC) LFC EFACEC 28-08-2011 22:00 25-08-2011 19:30 22-08-2011 17:00 19-08-2011 14:30 16-08-2011 12:00 13-08-2011 09:30 10-08-2011 07:00 07-08-2011 04:30 04-08-2011 02:00 01-08-2011 00:00 30,0 27,5 25,0 22,5 20,0 17,5 15,0 Tempo (dias) Temperatura (ºC) LFC EFACEC A Importância do Microclima na Simulação Higrotérmica 44 4.2.3.2. Curvas de frequências acumuladas da temperatura do ar A Fig.41 representa as curvas de frequências acumuladas referentes aos dados da temperatura do ar medidos pelas estações LFC e EFACEC. A aplicação do teste t de Student aos dados emparelhados revela que existem diferenças significativas entre os dados medidos (P-Value igual a zero). Fig.41 – Temperatura do ar, março 2011 Aplicando-se uma transformação de eixos sobre a curva de frequências acumuladas EFACEC verifica- -se um ajuste quase perfeito. A transformação de eixos consistiu no cálculo da média dos valores medidos por cada estação fazendo-se, de seguida, a diferença entre essas médias (LFC menos EFACEC). Aplicando-se a diferença calculada a todos os valores da curva EFACEC obtém-se uma translação da curva EFACEC. A Fig.42 mostra a translação da curva EFACEC de +0,66 °C, tendo-se obtido um ajuste quase perfeito (P-Value igual a 0,985). Fig.42 – Ajuste entre as curvas da temperatura do ar, março 2011 0% 10% 20% 30% 40% 50% 60% 70% 80% 90% 100% 0 5 10 15 20 25 30 Frequência acumulada (%) T (° C) LFC EFACEC 0% 10% 20% 30% 40% 50% 60% 70% 80% 90% 100% 0 5 10 15 20 25 30 Frequência acumulada (%) T (° C) LFC EFACEC A Importância do Microclima na Simulação Higrotérmica 45 Analisando-se o mês de agosto a translação da curva EFACEC foi de +1,01 °C e o P-Value de 0,990 (Fig.43 e Fig.44). Fig.43 – Temperatura do ar, agosto 2011 Fig.44 – Ajuste entre as curvas da temperatura do ar, agosto 2011 4.3. COMPARAÇÃO DA MEDIDA DA HUMIDADE RELATIVA DO AR ENTRE AS DUAS ESTAÇÕES METEOROLÓGICAS Antes de se iniciar a análise das medidas da humidade relativa convém referir que existe uma relação entre humidade relativa do ar e a temperatura do ar. As variações da humidade relativa causadas por variações de temperatura ocorrem principalmente devido a:  Variações diurnas da temperatura;  Movimentos horizontais de massa de ar;  Movimentos verticais de ar. 0% 10% 20% 30% 40% 50% 60% 70% 80% 90% 100% 010 20 30 40 Frequência acumulada (%) T (° C) LFC EFACEC 0% 10% 20% 30% 40% 50% 60% 70% 80% 90% 100% 010 20 30 40 Frequência acumulada (%) T (° C) LFC EFACEC A Importância do Microclima na Simulação Higrotérmica 46 A Fig.45 mostra o efeito do ciclo diurno da temperatura na humidade relativa. Neste exemplo, o conteúdo de vapor de água permaneceu inalterado [63]. Fig.45 – Exemplo de variação diurna da temperatura e humidade relativa [63] 4.3.1. ANÁLISE ESTATÍSTICA DESCRITIVA As variações da humidade relativa do ar registadas por ambas as estações no mês de março de 2011 estão representadas nos gráficos da Fig.46 e da Fig.47. Os andamentos das curvas das humidades relativas medidas pelas duas estações são semelhantes. No entanto, nos máximos e mínimos diários observam-se diferenças entre as humidades relativas medidas nos mesmos instantes. As humidades relativas máximas diárias são registadas durante a madrugada/início da manhã e as humidades relativas mínimas por volta do meio-dia solar. Todas estas conclusões estão de acordo com o esperado, tendo em conta a relação existente entre a temperatura do ar e a humidade relativa do ar. Fig.46 – Variação da humidade relativa do ar, março 2011 28-03-2011 22:00 25-03-2011 19:30 22-03-2011 17:00 19-03-2011 14:30 16-03-2011 12:00 13-03-2011 09:30 10-03-2011 07:00 07-03-2011 04:30 04-03-2011 02:00 01-03-2011 00:00 100 90 80 70 60 50 40 30 20 10 Tempo (dias) Humidade relativa (%) LFC EFACEC A Importância do Microclima na Simulação Higrotérmica 47 Fig.47 – Variação da humidade relativa do ar, 1 a 5 de março 2011 A Fig.48 representa a diferença entre as humidades relativas nas duas estações (LFC menos EFACEC) e a Fig.49 mostra a mesma diferença, mas para um intervalo de tempo menor. É visível que a estação LFC regista quase sempre humidades relativas inferiores à estação EFACEC. Este facto é mais notório nas máximas e mínimas diárias. A estação LFC registou 1177 humidades relativas inferiores à estação EFACEC, 2 iguais e 309 superiores. A moda das diferenças é de -5,57%, o que significa que a maioria dos valores das diferenças de humidades relativas supera ligeiramente os intervalos de medida dos equipamentos de medição. Fig.48 – Diferença de humidade relativa do ar entre as duas estações, março 2011 05-03-2011 23:30 05-03-2011 11:30 04-03-2011 23:30 04-03-2011 11:30 03-03-2011 23:30 03-03-2011 11:30 02-03-2011 23:30 02-03-2011 11:30 01-03-2011 23:30 01-03-2011 11:30 01-03-2011 00:00 80 70 60 50 40 30 Tempo (dias) Humidade relativa (%) LFC EFACEC 28-03-2011 22:00 25-03-2011 19:30 22-03-2011 17:00 19-03-2011 14:30 16-03-2011 12:00 13-03-2011 09:30 10-03-2011 07:00 07-03-2011 04:30 04-03-2011 02:00 01-03-2011 00:00 10 5 0 -5 -10 -15 -20 -25 Tempo (dias) Diferença de humidades relativas (%) A Importância do Microclima na Simulação Higrotérmica 48 Fig.49 – Diferença de humidade relativa do ar, entre as duas estações, 1 a 5 de março 2011 Alguns parâmetros estatísticos descritivos encontram-se indicados no Quadro 9. Verifica-se que a média é mais elevada na estação EFACEC e que a dispersão é semelhante nas duas estações. Quadro 9 – Análise descritiva da humidade relativa, março 2011 Estação Média Desvio Padrão Variância Mínimo Q1 Mediana Q3 Máximo LFC 66,64 20,87 435,65 13,17 50,41 63,12 86,46 100,20 EFACEC 70,66 18,40 338,60 16,00 56,00 69,00 88,50 98,00 Através da representação em caixa-de-bigodes (Fig.50) verifica-se que não existem valores outliers nas humidades relativas. Fig.50 – Representação em caixa-de-bigodes da humidade relativa medida pelas das duas estações, março 2011 05-03-2011 23:30 05-03-2011 11:30 04-03-2011 23:30 04-03-2011 11:30 03-03-2011 23:30 03-03-2011 11:30 02-03-2011 23:30 02-03-2011 11:30 01-03-2011 23:30 01-03-2011 11:30 01-03-2011 00:00 10 5 0 -5 -10 -15 -20 -25 Tempo (dias) Diferença de humidades relativas (%) Humidade relativa EFACEC (%)Humidade relativa LFC (%) 100 90 80 70 60 50 40 30 20 10 Humidade relativa (%) A Importância do Microclima na Simulação Higrotérmica 49 A Fig.51 representa a reta de correlação e a nuvem de pontos, simples e do primeiro grau, entre a humidade relativa da estação EFACEC e a humidade relativa da estação LFC. A humidade relativa EFACEC pode ser expressa em função da humidade relativa LFC através da equação 28. (28) O coeficiente de correlação linear é igual a 97,9%, o que significa uma correlação quase perfeita entre variáveis. Fig.51 – Reta de correlação e nuvem de pontos, simples e do primeiro grau, entre a humidade relativa das duas estações, março 2011 Verifica-se que, ao contrário da temperatura, a dispersão das diferenças de humidade relativa é mais ou menos idêntica qualquer que sejam os valores da humidade relativa medidos (Fig.52). A correlação entre os valores é moderada. Fig.52 – Reta de correlação e nuvem de pontos, simples e do primeiro grau, entre diferença de pares homólogos das humidades relativas do ar medidas pelas duas estações e a humidade relativa do ar medida pela estação LFC (à esquerda) e EFACEC (à direita), março 2011 100908070605040302010 100 90 80 70 60 50 40 30 20 10 Humidade relativa LFC (%) Humidade relativa EFACEC (%) 100908070605040302010 10 5 0 -5 -10 -15 -20 -25 Humidade relativa LFC (%) Diferença de humidades relativas (%) 100908070605040302010 10 5 0 -5 -10 -15 -20 -25 Humidade relativa EFACEC (%) Diferença de humidades relativas (%) A Importância do Microclima na Simulação Higrotérmica 50 Analisando-se o mês de agosto também se verifica que os andamentos das curvas das humidades relativas medidas pelas duas estações são semelhantes (Fig.53 e Fig.54). As humidades relativas registadas no mês de agosto pelas duas estações são normalmente mais elevadas do que as registadas no mês de março, o que pode estar relacionado com os nevoeiros matinais muito frequentes no mês de agosto. Fig.53 – Variação da humidade relativa do ar, agosto 2011 Fig.54 – Variação da humidade relativa do ar, 1 a 5 de agosto 2011 A estação LFC continua a registar humidades relativas inferiores às da estação EFACEC (Fig.55 e Fig.56). A estação LFC regista 1118 humidades relativas inferiores, 4 iguais e 366 superiores, quando comparada com a estação EFACEC. 28-08-2011 22:00 25-08-2011 19:30 22-08-2011 17:00 19-08-2011 14:30 16-08-2011 12:00 13-08-2011 09:30 10-08-2011 07:00 07-08-2011 04:30 04-08-2011 02:00 01-08-2011 00:00 100 90 80 70 60 50 40 30 20 10 Tempo (dias) Humidade relativa (%) LFC EFACEC 05-08-2011 23:30 05-08-2011 11:30 04-08-2011 23:30 04-08-2011 11:30 03-08-2011 23:30 03-08-2011 11:30 02-08-2011 23:30 02-08-2011 11:30 01-08-2011 23:30 01-08-2011 11:30 01-08-2011 00:00 100 90 80 70 60 50 Tempo (dias) Humidade relativa (%) LFC EFACEC A Importância do Microclima na Simulação Higrotérmica 51 Fig.55 – Diferença de humidade relativa do ar entre as duas estações, agosto 2011 Fig.56 – Diferença de humidade relativa do ar, entre as duas estações, 1 a 5 de agosto 2011 A média continua a ser superior na estação EFACEC (Quadro 10), tal como se verificava no mês de março. No entanto, as medidas de dispersão são semelhantes. Quadro 10 – Análise descritiva da humidade relativa, agosto 2011 Estação Média Desvio Padrão Variância Mínimo Q1 Mediana Q3 Máximo LFC 74,84 20,74 430,05 15,17 61,53 79,33 92,93 100,20 EFACEC 79,52 17,09 292,06 19,00 71,00 84,50 94,00 98,00 No mês de agosto verifica-se que os valores “aberrantes” se concentram unicamente nas humidades relativas menos elevadas da estação EFACEC (Fig.57). 28-08-2011 22:00 25-08-2011 19:30 22-08-2011 17:00 19-08-2011 14:30 16-08-2011 12:00 13-08-2011 09:30 10-08-2011 07:00 07-08-2011 04:30 04-08-2011 02:00 01-08-2011 00:00 10 5 0 -5 -10 -15 -20 -25 Tempo (dias) Diferença entre humidades relativas (%) 05-08-2011 23:30 05-08-2011 11:30 04-08-2011 23:30 04-08-2011 11:30 03-08-2011 23:30 03-08-2011 11:30 02-08-2011 23:30 02-08-2011 11:30 01-08-2011 23:30 01-08-2011 11:30 01-08-2011 00:00 5 0 -5 -10 -15 -20 Tempo (dias) Diferença entre humidades relativas (%) A Importância do Microclima na Simulação Higrotérmica 58 A Importância do Microclima na Simulação Higrotérmica 59 5 AVALIAÇAO DO EFEITO DA TEMPERATURA E HUMIDADE RELATIVA NUMA FACHADA 5.1. PROGRAMA DE SIMULAÇÃO NUMÉRICA WUFI PRO 4.2 5.1.1. DESCRIÇÃO GERAL DO PROGRAMA Na engenharia civil tem havido uma crescente evolução dos métodos de cálculo para avaliar/prever o desempenho higrotérmico. Com a evolução dos computadores surgiram diversos programas informáticos como [64]:  Programas de simulação de energia do edifício;  Programas de transferência de calor, ar e humidade em componentes construtivos (HAM);  Programas de dinâmica de fluidos computacional. Um dos objetivos desta dissertação é avaliar o efeito da temperatura do ar e da humidade relativa do ar na simulação higrotérmica de uma fachada por isso será utilizado um programa de simulação HAM. Atualmente, estão referenciados mais de meia centena de modelos HAM, no entanto apenas 14 estão disponíveis para o público em geral [65]. O programa WUFI PRO 4.2 [66] foi o escolhido para a realização das simulações deste capítulo. Trata-se de um programa de simulação numérica em regime dinâmico para fluxo unidirecional (1D). Permite o cálculo simultâneo da transferência de calor e humidade num elemento constituído por diferentes camadas. Utiliza as seguintes equações de balanço de massa e energia [67]: ( )) (30) ) ( )) (31) em que [ ] Teor de humidade [ ] Humidade relativa A Importância do Microclima na Simulação Higrotérmica 60 [ ] Tempo [ )] Coeficiente de condução líquida [ )] Permeabilidade ao vapor do material [ ] Pressão de saturação H [ ] Entalpia T [ ] Temperatura absoluta [ )] Condutibilidade térmica do material húmido [ ] Calor latente da mudança de fase O valor da pressão de saturação, pode ser obtido através das equações 32 e 33, o fator de resistência à difusão de vapor, μ, através da equação 34, a condutibilidade térmica do material húmido, , em função do teor de humidade do material através da equação 35 e o coeficiente de condução líquida, , dependente do coeficiente de difusidade hídrica, através da equação36. ( ) (32) ( ) (33) em que [ ] Pressão de saturação [ ] Temperatura do ar (34) ( ) (35) (36) em que [ ] Fator de resistência à difusão de vapor A Importância do Microclima na Simulação Higrotérmica 61 [ )] Permeabilidade ao vapor no ar [ ] Temperatura absoluta do ar [ ] Pressão atmosférica normal [ )] Condutibilidade térmica do material seco [ ] Incremento da condutibilidade térmica por percentagem de massa de humidade [ ] Massa volúmica do material seco [ ] Coeficiente de difusividade hídrica 5.1.2. DADOS DE ENTRADA 5.1.2.1. Configuração do elemento construtivo O primeiro passo para a realização de uma simulação é a definição do projeto e caso em análise. Após esse preenchimento segue-se a configuração do elemento construtivo. Começa-se por:  Criar as camadas necessárias à configuração do elemento construtivo;  Atribuir a cada camada o material. As propriedades dos materiais podem ser obtidas recorrendo à base de dados do Programa ou introduzidas pelo utilizador a partir de ensaios laboratoriais ou de referências existentes na bibliografia disponível [67];  Definir a espessura das camadas. 5.1.2.2. Orientação, inclinação e altura O programa admite a definição da orientação, inclinação e altura do elemento construtivo. As opções de edição dentro destes parâmetros permitem:  Selecionar a orientação da superfície exterior, segundo os pontos cardeais e colaterais;  Definir o ângulo (entre 0 a 90º) que a superfície faz com a horizontal;  Escolher (de entre 4 opções) a altura acima do terreno circundante. 5.1.2.3. Coeficientes de transferência à superfície Os coeficientes de transferência à superfície descrevem como as condições ambientais afetam o elemento construtivo. É possível editar parâmetros como:  Coeficientes de resistência térmica superficial interior e exterior;  Possíveis revestimentos adicionais;  Coeficientes de absorção e emissão de radiação solar;  Coeficiente de absorção da água da chuva;  Emissividade do solo;  Coeficiente de reflexão de onda curta e onda longa do solo. A Importância do Microclima na Simulação Higrotérmica 62 5.1.2.4. Condições iniciais Devem ser definidos valores da temperatura e humidade relativa iniciais do elemento construtivo mais próximos possível da situação real, para que os resultados não sejam influenciados. 5.1.2.5. Período de cálculo É necessário introduzir a informação referente ao período total de simulação e os respetivos intervalos de tempo. 5.1.2.6. Condições climáticas É fundamental definir as condições climáticas exteriores e interiores. Os dados referentes ao clima exterior são introduzidos no programa a partir de um ficheiro de dados. Esse ficheiro pode ser obtido na base de dados do WUFI, em programas informáticos que geram dados representativos de um determinado local (por exemplo, o Meteonorm [68]) ou gerado pelo utilizador baseados em dados recolhidos. O ficheiro deve incluir valores horários dos parâmetros climáticos:  Temperatura do ar [°C];  Humidade relativa do ar [%];  Velocidade do vento [m/s];  Direção do vento [°];  Precipitação incidente numa superfície horizontal [mm];  Pressão atmosférica [hPa];  Radiação solar global e difusa incidente num plano horizontal [W/m2]. Os dados relativos ao clima interior (temperatura e humidade relativa) podem ser definidos através da introdução de um ficheiro gerado pelo utilizador ou através de um dos modelos do WUFI. 5.1.3. SAÍDA DE RESULTADOS O programa possibilita várias opções de saída de resultados como:  Relatório dos dados fornecidos ao programa;  Gráficos de todos os resultados;  Vídeos (animações 1D) que permitem visualizar a variação de determinados parâmetros ao longo do elemento construtivo no decorrer do período de cálculo;  Exportação dos dados (em ficheiro de texto) resultantes da simulação. 5.2. CONFIGURAÇÃO DO ELEMENTO CONSTRUTIVO EM ESTUDO E PARÂMETROS DE SIMULAÇÃO O elemento construtivo escolhido para a realização das simulações foi uma parede exterior. A parede tem uma espessura de 31,25cm e é composta, do exterior para o interior, por reboco à base de ligantes hidráulicos, alvenaria de tijolo maciço, isolamento térmico em lã mineral e revestimento interior em placas de gesso cartonado (Fig.65). As propriedades básicas das diferentes camadas estão indicadas no Quadro 14. A Importância do Microclima na Simulação Higrotérmica 63 Fig.65 – Composição esquemática do elemento construtivo simulado Quadro 14 – Propriedades dos materiais que constituem a parede Camada Descrição e [m] Propriedades básicas Massa volúmica [kg/m3] Porosidade [m3/m3] Calor específico do material seco [J/kgK] Condutibilidade térmica do material seco [W/mK] Fator de resistência à difusão de vapor [-] 1 Reboco à base de ligantes hidráulicos 0,02 2000,0 0,3 850,0 1,2 25,0 2 Tijolo maciço 0,2 1900,0 0,24 850,0 0,6 10,0 3 Lã mineral 0,08 60,0 0,95 850,0 0,04 1,3 4 Placa de gesso cartonado 0,0125 850,0 0,65 850,0 0,2 8,3 A Importância do Microclima na Simulação Higrotérmica 64 No Quadro 15 estão representados os principais parâmetros de simulação. Os valores dos coeficientes de resistência térmica superficial interior e exterior foram retirados do ITE 50 [69].Tendo em vista que neste capítulo se pretende avaliar apenas o efeito da temperatura e humidade relativa do ar na simulação de uma parede, não foram considerados os efeitos do vento, da radiação solar e da chuva. Como as condições iniciais no elemento construtivo (temperatura e humidade relativa) não eram conhecidas, foram realizados 4 ciclos consecutivos de simulação, utilizando os mesmos dados climáticos em cada um deles, e só foram considerados os resultados correspondentes ao último ciclo. Através deste procedimento garantiu-se uma melhor adaptação da temperatura e principalmente da humidade relativa às condições fronteira, obtendo-se resultados mais fiáveis. Portanto, o período total de simulação foi de 2976 horas acumuladas (4 ciclos de um mês com 31 dias (744horas)). Quadro 15 – Parâmetros de simulação Parâmetros de simulação Critério / Valor Configuração do elemento construtivo Orientação Sul Inclinação 90º Coeficiente de chuva incidente [s/m] Não relevante Coeficiente de transferência à superfície (exterior) Resistência térmica (convecção) [(m2K)/W] Rse=0,04; Independente do vento Coeficiente de absorção de onda curta Sem absorção Emissividade da superfície Sem emissão Fator de absorção da água da chuva Sem absorção Coeficientes de transferência à superfície (interior) Resistência térmica [(m2K)/W] Rsi=0,13 Condições iniciais no elemento construtivo Temperatura 20ºC Humidade relativa 60% Clima interior Temperatura 20ºC Humidade relativa 60% Clima exterior Temperatura Valores que variaram nas diversas simulações (Quadro 16) Humidade relativa Os dados climáticos exteriores utilizados nas simulações foram obtidos através das estações meteorológicas automáticas pertencentes ao Laboratório de Física das Construções (LFC) e à empresa A Importância do Microclima na Simulação Higrotérmica 65 EFACEC. Foram realizadas 4 simulações por forma a serem considerados os parâmetros climáticos do mês de março e agosto de 2011 (Quadro 16). As médias mensais dos parâmetros climáticos utilizados são representadas no Quadro 17. Quadro 16 – Simulações efetuadas Simulação Mês considerado Clima exterior utilizado 1 Março 2011 LFC 2 Agosto 2011 3 Março 2011 EFACEC 4 Agosto 2011 Quadro 17 – Parâmetros climáticos utilizados (março e agosto 2011) Parâmetros Climáticos março agosto LFC EFACEC LFC EFACEC Temperatura [°C] (Média) 13,1 12,5 20,4 19,4 Humidade relativa [%] (Média) 67 71 75 80 (*) Direção do vento [°] (Média) 171 178 166 236 (*) Velocidade do vento [m/s] (Média) 1,22 2,32 1,15 2,06 (*) Chuva [mm] (Acumulado) 0,10 0,11 0,05 0,03 (*) Pressão atmosférica [hPa] (Média) 1001 1019 1000 1016 (*) Radiação solar global [W/m2] (Média dos valores positivos) 248 300 329 383 (*) Parâmetros sem relevância para o caso em estudo 5.3. RESULTADOS DA SIMULAÇÃO / AVALIAÇÃO DA INFLUÊNCIA DO CLIMA 5.3.1. Nota introdutória As simulações higrotérmicas foram efetuadas conforme explicado no Quadro 16. Na realidade o que se variou foi a temperatura e humidade relativa do ar, uma vez que os restantes parâmetros estavam bloqueados na simulação. Exportaram-se os dados relativos à temperatura superficial exterior, à humidade superficial exterior e aos teores de humidade das 4 camadas que constituem o elemento construtivo (Fig. 66). A Importância do Microclima na Simulação Higrotérmica 66 Fig. 66 – Seleção dos dados a exportar (WUFI PRO 4.2) Os dados exportados foram posteriormente tratados com o outro programa de software (Microsoft Excel 2010 [70]) de forma adequá-los ao estudo pretendido. Realizaram-se curvas de frequências acumuladas para uma melhor visualização das diferenças existentes entre os valores exportados. Foram executadas translações de eixos sobre as curvas de frequências acumuladas, tal como descrito em §4.2.4., seguindo-se a realização de um teste t de Student para dados emparelhados para avaliar a qualidade do ajuste. 5.3.1. AVALIAÇÃO DA INFLUÊNCIA DO CLIMA NAS TEMPERATURAS SUPERFICIAIS EXTERIORES Realizaram-se as simulações utilizando-se os dados climáticos do mês de março (simulações 1 e 3 do Quadro 16) e extraíram-se os valores das temperaturas superficiais exteriores da parede em estudo. Organizaram-se esses valores em curvas de frequências acumuladas (Fig.67). É possível verificar-se que as duas curvas apresentam desenvolvimentos semelhantes, no entanto realizando-se o Teste t para dados emparelhados verifica-se um P-Value nulo. Isto significa que há diferenças significativas entre os pares de valores. Realizando a translação do eixo da curva da EFACEC de +0,66 °C (Fig.68), obteve-se um ajuste quase perfeito, com um P-Value de 0,989. A Importância do Microclima na Simulação Higrotérmica 67 Fig.67 – Influência do clima na temperatura superficial exterior, março 2011 Fig.68 – Ajuste entre as curvas da temperatura superficial exterior, março 2011 Realizando-se o mesmo tipo de abordagem mas agora para o mês de agosto (simulações 2 e 4) verifica-se uma translação de +0,98 °C da curva EFACEC e um P-Value de 0,996. Os gráficos relativos ao mês de agosto encontram-se em Anexo. O clima registado na estação do LFC provoca, quer no mês de março quer no mês de agosto, temperaturas superficiais exteriores mais elevadas que o clima registado na estação da EFACEC, o que seria expectável uma vez que a temperatura do ar medida pela estação meteorológica do LFC também é, em média, superior à medida pela estação da EFACEC (§4.2.1.). 5.3.2. AVALIAÇÃO DA INFLUÊNCIA DO CLIMA NAS HUMIDADES RELATIVAS SUPERFICIAIS EXTERIORES Um outro parâmetro avaliado foi a humidade relativa superficial do paramento exterior da parede. A Fig.69 representa as humidades relativas superficiais exteriores no mês de março. A realização do teste 0% 10% 20% 30% 40% 50% 60% 70% 80% 90% 100% 510 15 20 25 Frequência acumulada T (°C) LFC EFACEC 0% 10% 20% 30% 40% 50% 60% 70% 80% 90% 100% 510 15 20 25 Frequência acumulada T (°C) LFC EFACEC A Importância do Microclima na Simulação Higrotérmica 74 Quadro 18 – Síntese dos ajustes realizados às curvas de frequências acumuladas Parâmetro Mês P-Value inicial Translação P-Value final Temperatura superficial exterior [°C] março 0,000 +0,66 0,989 agosto +0,98 0,996 Humidade superficial exterior [%] março 0,000 -4,36 0,999 agosto -5,04 0,997 Teor de humidade da camada de reboco [kg/m3] março 0,000 -10,26 0,995 agosto -14,36 0,998 Teor de humidade da camada de tijolo [kg/m3] março 0,000 -1,77 0,958 agosto -1,67 0,955 Teor de humidade da camada de isolante [kg/m3] março 0,000 -0,069 0,854 agosto -0,043 0,967 Teor de humidade da camada de placa de gesso [kg/m3] março 0,000 +0,0072 0,883 agosto 0,000 -0,0082 0,977 A Importância do Microclima na Simulação Higrotérmica 75 6 CONCLUSÕES 6.1. CONCLUSÕES GERAIS Após a realização das tarefas definidas no primeiro capítulo foi possível analisar de que forma o microclima influencia a simulação higrotérmica. De seguida apresenta-se uma síntese das principais conclusões do estudo desenvolvido:  O andamento das curvas de representação gráfica das temperaturas e das humidades do ar, medidas pelas estações meteorológicas LFC e EFACEC, são semelhantes: as estações medem o mesmo fenómeno;  A aplicação de testes estatísticos e a realização de gráficos das médias móveis revelaram que existem diferenças significativas e mensuráveis entre os pares de valores medidos: as amostras recolhidas provêm de duas populações diferentes;  Aplicando uma transformação de eixos sobre as curvas de frequência acumuladas dos valores medidos verifica-se um ajuste quase perfeito; as transformações lineares de eixos para as temperaturas e humidades do ar estão dentro ou muito próximo da imprecisão nominal existente entre os equipamentos;  As diferenças verificadas entre os valores medidos pelas duas estações meteorológicas podem ser explicadas pela diferente natureza dos equipamentos de medição bem como pelo facto de estarem instaladas em dois microclimas distintos;  As diferenças entre as temperaturas do ar refletem-se de forma muito semelhante nas diferenças das temperaturas superficiais exteriores simuladas. Também as diferenças entre as humidades relativas do ar se refletem de forma muito semelhante na variação das humidades relativas superficiais;  A variação de clima tem influência no teor de humidade da camada mais exterior de uma parede, sendo que nas camadas seguinte essa influência não é tão significativa. Na camada mais interior essa influência é praticamente nula;  As diferenças obtidas nos valores das temperaturas e humidade relativas superficiais após a simulação podem ou não ser relevantes consoante o tipo de fenómeno que se está a analisar. 6.2. TRABALHOS A DESENVOLVER Este trabalho surge como uma primeira abordagem ao estudo da importância do microclima na simulação higrotérmica. O facto de se ter analisado apenas dois parâmetros climáticos leva a que os resultados e conclusões tenham que ser analisados com algum cuidado. A Importância do Microclima na Simulação Higrotérmica 76 Sugerem-se assim algumas tarefas complementares neste domínio:  Análise estatística de outros parâmetros climáticos, como radiação, vento e chuva;  Utilização de todos os parâmetros climáticos nas simulações, de modo a analisar se após a introdução de novos elementos se verificam alterações significativas aos resultados obtidos nesta dissertação;  Utilização de uma câmara termográfica de modo a definir com exatidão a refletância e a capacidade de absorção dos diferentes materiais que se encontram na área envolvente da estação meteorológica;  Melhorar a fiabilidade dos dados medidos utilizando-se o mesmo tipo de estação meteorológica nos locais em estudo. Desta forma seria possível avaliar se as diferenças obtidas são resultantes de erros de precisão ou da existência de microclimas diferentes;  Simulação de elementos construtivos com diferentes constituições, para avaliar se as diferenças obtidas se mantêm;  Análise estatística de parâmetros medidos por outras estações meteorológicas localizadas no Porto.                      A Importância do Microclima na Simulação Higrotérmica 77 BIBLIOGRAFIA [1] Góis, J. Contribuição dos Modelos Estocásticos para o Estudo da Climatologia Urbana. Dissertação de Doutoramento, Faculdade de Engenharia da Universidade do Porto, 2002. [2] Assis, E. A abordagem do Clima Urbano e Aplicações no Planejamento da Cidade: Reflexões sobre uma trajetória. Encontro Nacional de Tecnologia do Ambiente Construído e Encontro Latino Americano de Conforto no Ambiente Construído, 5-7 de Outubro de 2005, Maceió, pp.92-101, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte. [3] Alcoforado, M. J. Aplicação da climatologia ao planeamento urbano. Alguns apontamentos. Finisterra- Revista Portuguesa de Geografia, 1999, pp. 83-94, Lisboa. [4] Bogo, A., Pietrobon, C., Barbosa, M., Goulart, S., Pitta, T., Lambets, R. Bioclimatologia aplicada ao projeto de edificações visando o conforto térmico. 1994. http://www.labeee.ufsc.br/sites/default/files/publicacoes/relatorios_pesquisa/RP_Bioclimatologia.pdf. 7/03/2013. [5] Andrade, H. O clima urbano-natureza, escalas de análise e aplicabilidade. Finisterra- Revista Portuguesa de Geografia, 2005, pp. 67-91, Lisboa. [6] http://www.inmet.gov.br/html/informacoes/curiosidade/tempo_clima.html. 6/05/2013. [7] Alberto, Q., Manjate, T., Maure, G., Mosquito, D. P. Avaliação da vulnerabilidade dos parâmetros climáticos e projecção de cenários climáticos. 2007. http://www.nlcap.net/fileadmin/NCAP/Countries/Mozambique/O9.2-032135.0407xx.MOZ.CON- 01.Output9-2.v1.pdf. 8/03/2013. [8] Givoni, B. Climate Considerations in Building and Urban Design. John Wiley & Sons, Nova Iorque, 1998. [9] Frota, A. B., Schiffer, S. R. Manual de conforto térmico. AMPUB Comercial, São Paulo, 2006. [10] Fialho, E., Souza, J. Utilização do clima do planejamento como reflexo das condições ambientais nos centros urbanos. Revista ACTA Geográfica, 2007, pp. 29-41. [11] Sinclair, R., Rawcliffe, R. Indoor and Outdoor Microclimate Analysis of Green Buildings.U.S. Green building Council, 15/02/2004, pp.1-12. [12] Bernal, F. J. Clima y Zonas Bioclimáticas. Contraclave, pp.1-37. [13] Microclimates. 09/12/2011. http://www.metoffice.gov.uk/media/pdf/n/9/Fact_sheet_No._14.pdf. 08/04/2013. [14] http://www.britannica.com/EBchecked/topic/380278/microclimate. 07/05/2013. [15] Gasnier, T. Apostilas de Biomas e Ecossistemas da Amazônia. 2007. www.intertropi.ufam.edu.br/docs/AP_Biomas2007_V21bMarcaDagua.pdf. 07/05/2013. [16] Anacleto, A. Temperatura e sua medição. Dissertação de Mestrado, Faculdade de Ciências da Universidade do Porto, 2007. A Importância do Microclima na Simulação Higrotérmica 78 [17] http://www.aesap.edu.pt/Geografia/elementosclima.htm. 27/04/2013. [18] Ahrens, C. Meteorology Today - Introduction to Weather, Climate and the Environment. Thomson Brooks/Cole, Belmont, 2007. [19] http://meteorologiabasica.com/isla-de-calor-urbana. 25/04/2013. [20] Ramos, N. Modelação da Variação da Humidade Relativa no interior dos Edifícios. Dissertação de Mestrado, Faculdade de Engenharia da Universidade do Porto, 2000. [21] Freitas, V., Pinto, P. Nota de Informação Técnica - NIT 002 – LFC: permeabilidade ao vapor de materiais de condensação - condensações interna, FEUP, Porto, 1998. [22] Equipa Proclira. Radiação Solar e Terrestre. unho de 00 . .proclira.uevora.pt modulos modulo .pdf . 27/04/2013. [23] Grupo de trabalho do Atlas do Ambiente. Radiação Solar-Nota Explicativa. 199 . http: sniamb.apambiente.pt portalmetadados inde .php option...id... . 28/04/2013. [24] http://www.tosabendomais.com.br/portal/assuntosquentes.php?secao=Ci%EAncias&idAssunto=426&idArea=2&acao=VerCompleto. 28/04/2013. [25] Oliveira, A. precipitação pluviométricacapítulo X. In Fundamentos de Meteorologia e Climatologia, pp.1-7, NEAS/UFRB, 2007. [26] http://www.fpcolumbofilia.pt/meteo/main066.htm. 29/04/2013. [27] Santos, A.S., Gomes, H.B., Amorim, R.F., Amorim, R.C., Pontes, E.G., Medeiros, F. Estudo da climatologia dos ventos através dos dados de reanálises: período 1970 – 2002, e sua relação com a precipitação para o estado de alagoas nos anos 1992/94. XIII Congresso Brasileiro de Meteorologia, 2004, Fortaleza, pp.1-14. [28] Foucault, A. O clima: história e devir do meio terrestre. Instituto Piaget, D. L., Lisboa, 1996. [29] http://fisica.ufpr.br/grimm/aposmeteo/. 02/05/2013. [30] Giovelli, I. Ag Solve Monitoramento Ambiental. 14/08/2007. http://www.agsolve.com.br/pdf/artigos/sitio.pdf. 02/05/2013. [31] Almeida, S. Sistema de aquisição de dados para leituras analógicas de tensão utilizando um microcontrolador pic (interface controladora de periféricos). Dissertação de Pós-Graduação, Universidade Federal Rural do Semi-Árido, 2012. [32] http://www.kippzonen.com/?productgroup/441/Pyrgeometers.aspx. 05/05/2013. [33] Assis, S. Radiação Solar. 2007. http://dc151.4shared.com/doc/IqhY71SD/preview.html. 03/05/2013. [34] Yandt, M. Testing the Technology Necessary Capabilities for Measuring. 12/07/2010. http://sunlab.site.uottawa.ca/pdf/whitepapers/TestingTechnologyReport.pdf. 05/05/2013. [35] http://www.kippzonen.com/?product/991/SP+Lite2.aspx. 05/05/2013. [36] http://www.kippzonen.com/?product/4281/CM+121B+C+Shadow+Ring.aspx. 05/05/2013. A Importância do Microclima na Simulação Higrotérmica 79 [37] http://www.delta-t.co.uk/productdisplay.asp?id=SPN1%20Product&div=Meteorology%20and%20Solar. 05/05/2013. [38] Shelton, M. Hydroclimatology Perspectives and Applications. Cambridge University Press, Reino Unido, 2009. [39] Dias, C. Procedimentos de medição e aquisição de dados de uma torre micrometeorológica em sinop-mt. Dissertação de Pós- Graduação, Universidade Federal de Mato Grosso - Instituto de Ciências Exatas e da Terra, 2007. [40] http://pronamic.com/products/rain-o-matic-professional.aspx. 07/05/2013. [41] http://www.davisnet.com/weather/products/weather_product.asp?pnum=07852. 07/05/2013. [42] Araújo, I. Museus da Politécnica.30/05/2009. http://vieiradasilva.host22.com/?p=423. 10/05/2013. [43] http://www.thiesclima.com/wind.html. 10/05/2013. [44] http://www.vaisala.com/Vaisala%20Documents/Technology%20Descriptions/CEN-TIA- BAROCAP-Technology-description-B210845PT-B.pdf. 25/03/2013. [45] http://www.hymetco.com.vn/images/images_pro/f_118.pdf. 25/03/2013. [46] https://www.ipma.pt/pt/educativa/tempo.clima. 12/05/13. [47] Monteiro, A. O Clima Urbano do Porto- Contribuição para a definição das estratégias de planeamento e ordenamento do território. Dissertação de Doutoramento, Faculdade de Letras da Universidade do Porto, 1993. [48] Rodrigues, T. Parâmetros climáticos que condicionam o desempenho higrotérmico dos edifícios - Avaliação do Microclima FEUP. Dissertação de Mestrado, Faculdade de Engenharia da Universidade do Porto, 2011. [49] http://sigarra.up.pt/up/pt/web_base.gera_pagina?p_pagina=122283. 17/05/2013. [50] http://www.ipma.pt/pt/oclima/normais.clima/1981-2010/014/. 20/05/2013. [51] Morais, C. Escalas de Medida, Estatística Descritiva e Inferência Estatística.2005. https://bibliotecadigital.ipb.pt/bitstream/10198/7325/1/estdescr.pdf. 21/05/2013. [52] Maia, J. Aplicação de ferramentas estatísticas no processo de validação de modelos de cálculo higrotérmico. Dissertação de Mestrado, Faculdade de Engenharia da Universidade do Porto, 2010. [53] Martins, M. Diagrama de extremos e quartis. http://www.alea.pt/html/statofic/html/dossier/html/meio_dossier13.html 27/05/2013. [54] http://statland.org/Software_Help/Minitab/PulseMTB1.htm. 27/05/2013. [55] Ferreira, P. Estatística Descritiva e Inferencial- Breves Notas. 2005. https://estudogeral.sib.uc.pt/bitstream/10316/9961/1/AP200501.pdf. 24/05/2013. [56] http://people.ufpr.br/~prbg/public_html/ce003/LIVRO3.pdf. 26/05/2013. A Importância do Microclima na Simulação Higrotérmica 80 [57] Montgomery, D., Runger, G., Hubele, N. Estatística Aplicada à Engenharia. LTC, Rio de Janeiro, 2004. [58] Ferreira, A. Métodos estatísticos e delineamento experimental- Testes não paramétricos. http://docentes.esa.ipcb.pt/mede/apontamentos/testes_nao_parametricos.pdf. 27/05/2013. [59] http://www.minitab.com. 10/04/2013. [60] Faria, E., Albuquerque, M., Alfonso, J., Albuquerque, M., Cavalcante, J. Previsão de Séries Temporais utilizando Métodos Estatísticos. 2008. http://cbpfindex.cbpf.br/publication_pdfs/nt00308.2009_01_16_13_12_34.pdf. 26/05/2013. [61] http://maps.google.com. 27/04/2013. [62] http://www.davisnet.com/product_documents/weather/manuals/07395-234_IM_06312.pdf. 12/05/2013. [63] http://fisica.ufpr.br/grimm/aposmeteo/cap5/cap5-3-3.html. 28/04/2013. [64] Cóstola, J., Blocken, B., Hensen, J. Validação de simulações combinadas usando programas de simulação de energia do edifício e programas de transferência de calor, ar e umidade em componentes Construtivos. Associação Nacional de Tecnologia do Ambiente construído, 2011, pp. 9, Rio de Janeiro. [65] Delgado, J.M.P.Q., Ramos, N.M.M., Freitas, V.P., Barreira, E. Numerical Simulation of Exterior Condensations on Façades: The Undercooling. ASHRAE, 2010, pp. 1-11. [66] WUFI. WUFI Pro 4.2. Fraunhofer-IBP, Holzhirchen, Germany, 2008. [67] Barreira, E. Degradação biológica de fachadas com sistemas de isolamento térmico pelo exterior devida ao desempenho higrotérmico. Dissertação de Doutoramento, Faculdade de Engenharia da Universidade do Porto, 2010. [68] http://www.meteotest.ch/en/footernavi/solar_energy/meteonorm. 15/06/2013. [69] Santos, A.P., Matias, L. ITE 50:Coeficiente de transmissão térmica de elementos da envolvente dos edifícios. LNEC, Lisboa, 2007. [70] http://www.microsoft.com/en-us/download/details.aspx?id=29294. 24/03/2013. A Importância do Microclima na Simulação Higrotérmica 81 ANEXO A Importância do Microclima na Simulação Higrotérmica 82 Fig.79 – Influência do clima na temperatura superficial exterior, agosto 2011 Fig.80 – Ajuste entre as curvas da temperatura superficial exterior, agosto 2011 Fig.81 – Influência do clima na humidade relativa superficial exterior, agosto 2011 0% 10% 20% 30% 40% 50% 60% 70% 80% 90% 100% 10 15 20 25 30 35 Frequência acumulada T (°C) LFC EFACEC 0% 10% 20% 30% 40% 50% 60% 70% 80% 90% 100% 10 15 20 25 30 35 Frequência acumulada T (°C) LFC EFACEC 0% 10% 20% 30% 40% 50% 60% 70% 80% 90% 100% 020 40 60 80 100 120 Frequência acumulada HR (%) LFC EFACEC A Importância do Microclima na Simulação Higrotérmica 83 Fig.82 – Ajuste entre as curvas da humidade relativa superficial exterior, agosto 2011 Fig.83 – Influência do clima no teor de humidade da camada de reboco, agosto 2011 Fig.84 – Ajuste entre as curvas do teor de humidade da camada de reboco, agosto 2011 0% 10% 20% 30% 40% 50% 60% 70% 80% 90% 100% 020 40 60 80 100 120 Frequência acumulada (%) HR (%) LFC EFACEC 0% 10% 20% 30% 40% 50% 60% 70% 80% 90% 100% 050 100 150 200 Frequência acumulada W (kg/m3) LFC EFACEC 0% 10% 20% 30% 40% 50% 60% 70% 80% 90% 100% 050 100 150 200 Frequência acumulada (%) W (kg/m3) LFC EFACEC