Resfriamento Evaporativo
Um dos mais antigos e mais eficientes métodos para amenizar altas temperaturas em ambientes de climas secos, corresponde ao emprego de elementos que promovem o resfriamento evaporativo. Esse processo físico baseia-se na evaporação da água, capaz de remover calor do ambiente ou do material sobre o qual a evaporação acontece. Quanto maior for a velocidade do processo da evaporação maior será a diminuição da temperatura do local ou de superfícies submetidas. Em um espaço ao ar livre, quanto maior for a área superficial da água e a velocidade do ar no local, e além disso, quanto menor for a umidade relativa desse ar, mais rápida será a evaporação. Quanto mais seco for o clima maior será a utilidade desse tipo de recurso.[42]
Desta forma, os corpos de água têm sido amplamente utilizados como elementos que compõe tecnologias de mitigação das ICU, seja pela presença em áreas urbanas, de fontes, lagos, chafarizes e espelhos d’água ou por meio da instalação de sistemas de aspersão de água nesses ambientes.
Um exemplo mais comum e bastante eficiente dessa aplicação, são as fontes e lagos da cidade de Stuttgart (ver Figura 42), cujo planejamento estratégico climático é reconhecido como um dos melhores do mundo, no que se relaciona ao gerenciamento de ilhas de calor urbanas[43].
Figura 42 - Fontes e Lagos planejados em Stuttgart
Fonte: https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1687404814000959
O centro da cidade de Puebla, no México, apresenta chafarizes instalados em áreas de passeio de pedestres, que contribuem para a amenização do calor local (ver Figura 43). Esse sistema pode ser instalado em calçadões, praças e parques, para amenização do calor dos transeuntes.
Figura 43 - Chafarizes no calçadão de Puebla - México
Fonte: fotos do autor
Os sistemas de resfriamento evaporativo por aspersão fina de água podem fornecer alívio térmico, mesmo em climas subtropicais, por meio de instalações espalhadas na cidade. A mistura forçada entre a corrente de ar produzida por ventiladores de alta pressão e a água acionada no sistema, produz uma nuvem de gotículas muito finas, capazes de reduzir a temperatura desses locais, visto que a névoa produzida absorve o calor do ambiente para serem evaporadas no ar. O sistema provoca uma sensação de frescor, sendo a umidade sentida de forma sutil na pele das pessoas (ver Figura 44).
Figura 44 - Aspersores de água
Fonte: Guide to Urban Cooling Strategies http://www.lowcarbonlivingcrc.com.au/sites/all/files/publications_file_attachments/rp2024_guide_to_urban_cooling_strategies_2017_web.pdf
Segundo OSMOND & SHARIFI (2017), dependendo das condições climáticas, pode ocorrer uma redução da temperatura do ar de 5-15˚C na área imediata em torno do ventilador de nebulização. Esses sistemas são mais eficazes quando instalados 2,4-3m acima do nível do solo.
A Figura 45 mostra esquematicamente, algumas possibilidades de sistemas de resfriamento evaporativo, onde destacamos os ventiladores de nebulização acionados por energia solar, direcionados aos pedestres e a presença de água corrente para diminuir a temperatura do solo.
Essa estratégia é utilizada pelo governo de Tokyo, que conta com a colaboração de operadoras de negócios e municipalidades para realizar a instalação[44].
Figura 45 - Possibilidades de resfriamento evaporativo
Fonte: Guide to Urban Cooling Strategies http://www.lowcarbonlivingcrc.com.au/sites/all/files/publications_file_attachments/rp2024_guide_to_urban_cooling_strategies_2017_web.pdf
Ainda dentro desse tipo de estratégia, encontramos duas outras soluções advindas de projetos mais elaborados. A primeira corresponde ao Eco Bulevard em Vallecas, Madrid, que entre outras estruturas, apresenta um exemplar que lembra uma árvore com características bioclimáticas (ver Figura 46), visto que é composta por doze torres de resfriamento evaporativo agrupadas com o intuito de formar um semi- espaço público fechado sombreado e adequadamente resfriado.
Figura 46 - Árvore Bioclimática em Madrid
Fonte: http://ecosistemaurbano.org/uncategorized/public-space-for-the-extreme-convection/
Segundo o projeto, existe uma espécie de tampa posicionada no topo, que contém três aberturas para coletar ventos de todas as direções, sendo que logo abaixo há um ventilador que começa a girar quando a temperatura sobe acima de 28ºC com a finalidade de incrementar a brisa existente ou movimentar o ar em caso da ausência de brisas, além de pulverizar uma névoa fina de água capaz de resfriar esse espaço público.
A diminuição média da temperatura devido ao resfriamento evaporativo na altura dos pedestres (1m) é de quase 3,5 °C.
A segunda é a torre eólica evaporativa que os arquitetos britânicos Foster + Partners projetaram para o Instituto Masdar na cidade de Masdar, Abhu Dhabi. A praça central do instituto abriga uma torre eólica que contribui para o conforto climático da praça, canalizando as brisas predominantes do deserto. O tubo de 45 m de teflon foi projetado para oferecer a menor resistência possível à passagem do vento e reduzir a possibilidade de condensação para a água nebulizada, que é usada para resfriamento passivo. Grelhas controladas por computador abrem e fecham de acordo com a direção e a velocidade do vento que entra, formando um mecanismo refinado capaz de explorar esse recurso. Para aumentar ainda mais o potencial de resfriamento, um anel de bicos de água, também controlado por computador, é colocado na parte superior do eixo, transformando essa torre em um exemplo de dispositivo de resfriamento evaporativo (ver Figura 47).
Sistemas de aspersão de água também podem ser instalados em telhados e coberturas para redução da temperatura interna de edificações, o que promove a diminuição do consumo de energia gasta para arrefecimento, por meio do acionamento de aparelhos de ar condicionado. Segundo um fabricante, um telhado totalmente exposto à radiação solar direta, em dias de calor intenso, pode atingir temperaturas da ordem de 75º C, acarretando temperaturas interiores que podem ser maiores que 40º C. Além da redução da temperatura esses sistemas de resfriamento de telhados e coberturas podem proteger a vida útil dos mesmos, por eliminar o efeito expansão/contração proporcionado pela exposição à choques térmicos. O consumo de água é relativamente baixo, pois os sistemas apenas umedecem a superfície e são acionados somente quando necessário, sendo que alguns tipos apresentam dispositivos que monitoram a temperatura superficial. Além disso, podem ser utilizadas águas pluviais captadas, águas de reuso e águas resultantes de processos industriais.
Figura 47 - Torre eólica do Instituto Masdar e Mecanismo de operação
