Por Lauro Alves
Esse pequeno artigo pretende dar uma rápida pincelada nesse assunto tão esquecido e maltratado no nosso país. O assunto é difícil, complexo e amplo.
A Função dos espaços construídos é permitir ao homem exercer suas atividades produtivas, desfrutando de conforto e com o atendimento das exigências básicas dos processos sensoriais, indicadores das atividades vitais.
Em 80% do território brasileiro, a característica principal do clima é ser quente e úmido no verão, e, em algumas regiões, torna-se insuportável o ambiente nas industrias, caso não se tome os merecidos cuidados com a arquitetura bioclimática.
Espaços construídos sem a devida preocupação com o controle climático e principalmente, sem a adequada ventilação, resultam em ambientes impróprios para a produção industrial, resultando em prejuízos e danos para a saúde das pessoas que são obrigadas a passar até 10h/dia em condições impróprias. Sofre também com isso, a saúde financeira da empresa, que vê refletido em seus balanços, a baixa produtividade da sua planta industrial, muito embora, freqüentemente, conte com um parque de máquinas de competitiva geração.
Foram feitos inúmeros estudos de ”stress” térmico no mundo, a maioria em países de clima frio, sendo que muitos originaram normas internacionais. As normas brasileiras foram adaptadas das normas internacionais. Estudos recentes, em climas tropicais e sub tropicais, verificaram os limites de “stress” e conforto térmico, chegando a conclusão que, ele difere dos estudos anteriores realizados no hemisfério norte, devido a aclimatação e a vestimenta utilizada.
Não obstante, a industria da construção civil no Brasil ( por provável conseqüência dos projetistas) insiste em adotar soluções importadas de países mais desenvolvidos, mas que no entanto, se mostram inadequadas ao nosso clima e com custos operacionais desnecessariamente maiores do que seriam, se tivessem adotado materiais e soluções apropriadas a este. Vejamos no mapa abaixo a localização do Brasil e a dos países do dito 1° mundo , de onde temos importado soluções para as nossas edificações:
É notório que as necessidades de uma edificação para uma região que no inverno pode atingir uma temperatura de -30 ºC e no verão + 45 º C, é absolutamente diversa daquela do nosso país. Nos países localizados acima do paralelo 30 ºN , temos que prover aquecimento no inverno e refrigeração no verão, enquanto que no nosso, nos basta ventilarmos adequadamente a edificação, sem necessidade de investirmos em aquecimento ou refrigeração, na maioria dos casos.
O boletim técnico “IMPACTO DO AMBIENTE INTERNO NA PRODUTIVIDADE” da ASHRAE ( Americam Society of Heating And Air conditioning Engineers ) vol. 10, num 4, apresenta uma coletânea de estudos que relatam o aumento da produtividade e diminuição dos erros, acidentes de trabalho, abstenção e rotatividade dos trabalhadores em função da melhoria da qualidade ambiental no local de trabalho. LORSH coletou e sistematizou informações quantitativas, relacionando o conforto ambiental interno com a produtividade do trabalhador, estimando um ganho médio de 5 a 15% . GOLDMAN defende investimentos na melhoria do conforto ambiental visando a produtividade dizendo que “ A folha de pagamento normalmente representa uma parcela significativa do custo total da produção”. Ainda segundo a ASHRAE, há uma queda na atividade humana de 1,8% para cada grau que a temperatura ambiente subir além de 27 º C, reduzindo por conseguinte, a produtividade. Assim uma fábrica, com uma temperatura ambiente de 40 º C ( já chegamos a medir 48 º C no local de operação de uma máquina de fazer papelão ondulado), apresenta uma redução na atividade humana, como defesa orgânica, de 26%. E o que é pior, aumenta em até 40% a ocorrência de acidentes de trabalho quando a temperatura se elevar em 10 º C acima do nível de conforto.
No Brasil, infelizmente, a preocupação com o conforto térmico do ser humano, ainda está iniciando.
Acreditamos que isto se deva a alguns fatores:
- O clima não ser muito rigoroso a ponto de colocar em risco a vidas das pessoas;
- A mão de obra ainda ser suficientemente barata para computar as perdas por produtividade e a saúde do trabalhador. Nos últimos anos, com a propalada globalização, esse aspecto começa a mudar, mas o faz muito lentamente;
- O custo da energia elétrica ainda ser compatível com o poder aquisitivo das classes mais favorecidas, não se tornando muito oneroso o uso de sistemas mecânicos de refrigeração. Tal fato também deverá mudar, conforme percebemos recentemente com a crise do setor elétrico, quando as diferenças de preços da energia elétrica no Brasil e no resto do mundo desenvolvido ficou patente.
SENSAÇÕES TÉRMICAS DOS SERES HUMANOS
Existe uma estreita relação entre as condições de conforto, principalmente conforto térmico, e a produtividade do ser humano. Esse conforto pode ser obtido, preferencialmente, por incorporação aos projetos das edificações, os conceitos de arquitetura bioclimática, ou por condicionamento artificial. A introdução desses conceitos possibilita sempre uma considerável economia de energia para o condicionamento ambiental, seja ele térmico ou luminoso.
Pesquisas realizadas em diferentes partes do globo terrestre identificaram influências dos elementos climáticos no corpo humano. Foram idealizadas escalas, combinando os efeitos da umidade e da temperatura do ar e do vento. Estudos da influência do clima no ser humano, realizados em países do hemisfério norte, a maioria de clima frio, geraram índices para avalizar o conforto e o “stress” térmico, o rigor fisiológico, o tempo de tolerância e a sensação térmica das pessoas nos ambientes.
No Brasil, a preocupação com o conforto térmico do ser humano está se tornando dia a dia mais presente, porém o desenvolvimento de pesquisas na área ainda está incipiente. Reiterando o que já foi anteriormente comentado,por importante, vários fatores contribuem para que a questão do conforto térmico não seja prioritária. O clima não é excessivamente rigoroso, a ponto de colocar em risco a vida das pessoas. A mão de obra ainda é suficientemente barata para compensar as perdas de produtividade e as faltas ao trabalho, decorrentes da saúde do trabalhador.
Apesar da adequação do ambiente construído ao clima ser um assunto pesquisado em todo o mundo, ainda existem muitos ambientes inadequados para a realização das tarefas para que foram projetados. Essa inadequação, tem um enorme custo social, gerando um grande desconforto térmico ao usuário, comprometendo sua saúde e disposição para realizar as atividades, além de onerar gastos com equipamentos mecânicos de condicionamento térmico. A maioria das fábricas que conhecemos no Brasil, foram projetadas sem a menor preocupação com o conforto ambiental, inclusive com o nível adequado de iluminação natural . Portanto, não nos surpreende que sejam fábricas de baixa produtividade.
A sensações humanas de calor e frio devem-se ao diferencial de temperatura existente, entre a temperatura do ambiente ao qual este encontra-se exposto e sua temperatura interna. Assim os complexos mecanismos de controle da temperatura interna do corpo humano, entre os quais destaca-se o controle da circulação sanguínea , permitem a manutenção do funcionamento de seus órgãos vitais , poderão ser , de forma simplista , resumidos em duas situações :
a) A temperatura do ambiente é inferior à temperatura interna do corpo.
Nesta situação, o corpo humano utiliza-se da queima de suas reservas calóricas produzindo calor, de forma a manter sua temperatura interna , e também diminui a circulação do sangue na superfície da pele , resfriando as camadas mais externas do corpo , buscando atingir o equilíbrio com a temperatura externa .
b) A temperatura do ambiente é superior à temperatura interna do corpo
Neste caso, o corpo ativa seus mecanismos de dispersão de calor , de forma a manter sua temperatura interna , e ativa a circulação do sangue na superfície da pele , aquecendo as camadas mais externas do corpo , buscando atingir o equilíbrio com a temperatura externa . Este acréscimo na circulação sanguínea é realizado graças a diminuição correspondente da circulação nos órgãos internos do corpo , inclusive no cérebro .
Esta adaptação funcional , quando operada de forma intensa , pode resultar em um estado de exaustão para o indivíduo , em função do aumento na atividade cardíaca , provocando náuseas , enjoos , desmaios e acarretando suspensões nos trabalhos . Quando esta adaptação funcional ocorre de forma não excessiva, porém constante, estes sintomas não são muito notados, o que leva os indivíduos a não perceber o stress decorrente, aumentando assim, os riscos de acidentes.
CATABOLISMO, ANABOLISMO E FADIGA TÉRMICA
O organismo humano passa diariamente por uma fase de fadiga- catabolismo- e por uma fase de repouso- anabolismo. O catabolismo, sob o ponto de vista fisiológico, envolve três tipos de fadiga:
a) física, muscular, resultante do trabalho de força;
b) termo-higrométrica, relativa ao calor ou frio;
c) nervosa,particularmente visual e sonora.
A fadiga física faz parte do processo normal de metabolismo. A fadiga termo-higrométrica é resultante do trabalho excessivo do aparelho termorregulador, pela existência de condições ambientais desfavoráveis, no tocante à temperatura do ar, tanto com relação ao calor e a umidade do ar.
O ser humano elimina calor através dos seguintes processos físicos:
- Radiação– Sob a forma de energia radiante;
- Convecção– O ar em contato com a pele se aquece até atingir a temperatura da pele ;
- Condução– A pele em contato com superfícies mais frias que o corpo;
- Evaporação– A água para passar do estado líquido para o gasoso absorve calor do ambiente. Assim quando a transmissão de calor no corpo humano por radiação e condução não se mostram suficientes para regular a temperatura interna, começa ocorrer a transpiração que umidifica a superfície da pele . A transformação desta umidificação em vapor, consome energia na forma de calor , que é retirada da superfície da pele , resfriando assim o corpo . À medida que ocorra a saturação do ar junto à superfície da pele, o processo perde eficiência . Assim a movimentação do ar intensifica a transmissão de calor do corpo para o ambiente, por evaporação da água.
Estudos realizados por Winslow, nos EUA, comprovaram o seguinte:
- Para o trabalho físico, o aumento da temperatura ambiente de 20º C para 24 º C diminui o rendimento em 15%
- A 30º C de temperatura ambiente, com umidade relativa de 80% , o rendimento cai 28%
Observações feitas em minas de carvão na Inglaterra, mostraram o seguinte: o mineiro rende 41% menos quando a temperatura efetiva é de 27º C, com relação à temperatura efetiva de 19%.
Estudos feitos para habitantes de climas tropicais, portanto aplicáveis ao Brasil, em suas regiões quentes e úmidas, concluiu que a temperatura de conforto nestas condições seria de 25,5 ºC. A metodologia utilizada foi a P4SR ( Previsão de suor em 4 horas, que é um índice fisiológico desenvolvido por McArdle, do Royal Naval Research Establishment).
NORMAS DO MINISTÉRIO DO TRABALHO DO BRASIL
A norma do Ministério do Trabalho , define períodos de trabalho intermitente (trabalho seguido de descanso) em função da temperatura ambiente e do tipo de atividade desenvolvida . Como poderá ser observado no quadro a seguir , reproduzido da própria norma , a produção por trabalhador ,poderá ser comprometida em até 75% considerando uma atividade de trabalho pesada , (levantar , empurrar ou arrastar pesos) e temperaturas do ambiente entre 28 °C e 30 °C. Observa-se ainda na tabela, que sem a adoção de medidas adequadas de controle da temperatura não serão permitidos trabalhos humanos para temperaturas acima de 32,2˚C para atividades leves , 31,1˚C para atividades moderadas e 30˚C para atividades pesadas. A imensa maioria das fábricas que conhecemos aqui no Brasil, atingem temperaturas superiores à estas, notadamente nos dias quentes de verão.
Ministério do Trabalho
Quadro 1 – NR15
– Atividades e operações insalubres – anexo 3 – limites de tolerância para exposição ao calor
Além da influência da temperatura sobre o corpo humano , deve-se considerar ainda que a qualidade do ar no ambiente é de fundamental importância , conforme pode ser observado no quadro abaixo:
Conseqüências para o ser humano x variação da concentração de Oxigênio no ar
Conclui-se que a concentração do oxigênio no ambiente pode ser corrigida com a adição de novas porções de ar com melhores concentrações e que, quando esta mistura ocorrer , ocorra também uma movimentação da massa de ar. Assim , fica claro que, uma ventilação adequada para o ambiente ( projetada para esse fim), é de fundamental importância para prover :
- Conforto térmico por refrescamento do corpo do trabalhador, com reflexo em seu bem estar, assiduidade ao trabalho e disposição física;
- Recomposição dos níveis de oxigênio, mantendo a capacidade de concentração e destreza operacional do trabalhador, reduzindo assim os acidentes;
- Redução do nível dos agentes poluidores gerados eventualmente pelo processo, mantendo o grau de pureza do ar compatível com as exigências fisiológicas do ser humano em relação a saúde e bem estar ;
- Controle da umidade do ar;
- AUMENTO DA PRODUTIVIDADE.
O QUE FAZER?
O ciclo térmico natural de uma edificação, compreende o aquecimento durante o dia, pela geração de calor interno e pela irradiação solar, através da cobertura e fechamentos laterais, do calor fornecido pelo sol. A noite, esse prédio se resfriará.
A solução com ar condicionado é economicamente inviável para a maioria dos prédios e grandes áreas industriais. O sistema de condicionamento de ar exige que o prédio seja estanque e a renovação para higienização do ambiente é efetuada através de processo mecânico com controle de vazão.
Ao fazermos uma dosagem na quantidade de calor que se admite por conta da iluminação natural que, somando-se ao calor gerado internamente e ao calor irradiado pela estrutura de cobertura e fechamentos laterais, poderemos promover a ventilação por efeito “chaminé”, desde que se providencie aberturas com forma, tamanho e posicionamento favoráveis ao aproveitamento deste fenômeno.
Melhorias adicionais podem ser obtidas, ao se adicionar ao efeito “chaminé”, os efeitos provocados pelos ventos, desde que, as aberturas previamente citadas, tanto pelo tamanho, quanto pelo seu posicionamento, permitam a adição dos dois fenômenos, e não o seu cancelamento, como ocorre em casos de projetos mal equacionados.
Convém lembrar que, em parcelas significativas do território brasileiro, podem ocorrer períodos frios durante a noite ou pela manhã, o que nos obriga a prever algum controle desta ventilação nestes períodos. Isto é mais fácil de se conseguir, quando as aberturas inferiores são reguláveis
A fig. a seguir indica a solução a ser adotada para a maioria das fábricas no Brasil:
Desta conclusão advém a idéia da adoção de sistemas de ventilação natural dos ambientes de trabalho, pois além de não possuirmos um inverno com temperaturas tão baixas que exijam sistemas de aquecimento , nosso clima é temperado com temperaturas amenas na maior parte do ano .
Assim o conceito de efeito estufa , obtido por fechamento total das entradas de ar , torna-se indesejável pois sobre aquece o ambiente na maior parte dos dias.
A eficiência do sistema de ventilação natural caracteriza-se pelo correto dimensionamento das aberturas , tanto de entrada como de saída das massas de ar . Este dimensionamento considera a posição geográfica do imóvel , a orientação dos ventos predominantes , as condições térmicas regionais , as dimensões do imóvel , sua implantação no terreno , a existência de pontos de geração de calor em seu interior e a insolação incidente .
SISTEMA DE ILUMINAÇÃO NATURAL
Nas edificações convencionais , onde sua largura poucas vezes ultrapassa 5 a 6m , o sistema de iluminação natural com o emprego de áreas translúcidas , colocadas nos fechamentos laterais da edificação , é muito eficiente . No entanto quando falamos em edificações com larguras acima de 10m tal sistema mostra-se ineficiente, a menos que limitemos nossas coberturas a utilização do sistema shed, que embora seja muito bom para obtermos elevados índices de iluminação natural, é problemático para a implantação de ventilação natural.
Assim para edificações de galpões de grandes larguras , é melhor que utilizemos o sistema de iluminação natural zenital ou azimutal , áreas translúcidas colocadas no plano da cobertura . Tal sistema permite que se obtenha uma iluminação natural uniforme e plenamente satisfatória , permitindo que seja mantido desligado o sistema de iluminação artificial na maior parte dos dias e durante todos os meses do ano, economizando-se assim, gastos com energia elétrica para iluminação.
A área total da iluminação zenital deverá ser levada em consideração quando do cálculo do sistema de ventilação , uma vez que esta gera uma carga térmica pela entrada de energia solar através do material translúcido, pois o sol incidente, provoca um aquecimento equivalente de 1Kwh/m².
UM CONSELHO AOS PROJETISTAS
No ambiente de concorrência acirrada em que vivemos hoje, há que se buscar ganhos de produtividade e competitividade em todos os aspectos possíveis.Os estudiosos já sabem de longa data, que o ambiente de trabalho influencia fortemente tanto a produção física quanto a intelectual dos funcionários, em todos os níveis. Assim, se pretende-se ter uma empresa produtiva e rentável, o mínimo que se deve buscar é um ambiente fisicamente adequado às tarefas que nele serão realizadas. E isso é conseguido na concepção arquitetônica bioclimática do projeto. Após a obra pronta, torna-se freqüentemente muito difícil ou dispendioso, reparar os enganos cometidos na fase de projetos.
Assim para a produção de uma arquitetura adequada ao clima, partindo do conhecimento das necessidades humanas relativas ao conforto térmico e luminoso, deve ser adotado o seguinte procedimento:
- Conhecimento do clima local, principalmente em termos das variáveis de que é função o conforto térmico( temperatura do ar, umidade relativa do ar, radiação solar e ventos);
- Escolha dos dados climáticos para o projeto do ambiente térmico;
- Adoção de cuidados arquitetônicos para que a edificação seja adequada ao clima e às funções do edifício;
- Conhecimento da geração térmica provocada pelo processo que a edificação irá abrigar;
Então, tomadas as decisões de projeto que digam respeito às suas especificidades, é necessário que seja efetuada uma avaliação quantitativa do desempenho térmico que o edifício poderá ter.
CONCLUSÃO
O adequado ambiente físico é de fundamental importância para que nele se exerça a atividade pretendida com produtividade. Nos dias de hoje, onde o lucro é conseguido a duras penas, todos os aspectos que o favoreçam, devem ser insistentemente buscados. Assim temos que ter muito cuidado com as soluções adotadas para as nossas edificações.
Temos assistido a aplicação no Brasil, de soluções “importadas” dos Estados Unidos como grande novidade tecnológica e última palavra em sistemas de edificações, e que não constituem a melhor solução para o nosso clima, na maioria das vezes. A tônica dessa diferença é que, para o clima desses países mais ao norte, a edificação precisa ser enclausurada para ser, mais facilmente, aquecida no inverno e refrigerada no verão. No Brasil, onde nosso clima não é tão rigoroso, para a maioria das aplicações, nos basta ventilar e iluminar com critério.
O autor é Diretor da Empresa
LAX Sistemas Construtivos
Tel.: 11- 4523 1444
