Sombreamento arbóreo e orientação de instalações avícolas

Segundo TINÔCO (1995), o ambiente ao qual as aves são submetidas, constitui um dos principais responsáveis pelo sucesso ou fracasso do empreendimento avícola, destacando-se os fatores térmicos, representados pela temperatura, pela umidade relativa e movimentação do ar, e pela radiação solar, os quais comprometem a manutenção da homeotermia. Ao incidir na construção e em seu entorno, a radiação solar converte-se em energia radiante na faixa do infravermelho, contribuindo para a elevação da temperatura do ambiente interno da edificação (STANGENHAUS, 1992). Projetar instalações adequadas leva a melhores condições de manejo e de conforto térmico, com reflexos em melhor sanidade e maior produtividade animal. O uso de arborização devidamente posicionada tornase uma barreira à radiação solar, contribuindo para diminuir o nível de carga térmica devido à radiação que incide nos animais e nos elementos construtivos da edificação. De acordo com GREY & DENEKE (1978), citados por MILANO e DALCIN (2000), a contribuição das árvores como protetoras contra a radiação solar é significativa, já que as árvores e outros vegetais refletem, absorvem e transmitem radiação e, por meio da fotossíntese, também fixam energia, influenciando nas condições ambientais. Segundo FURTADO (1994), citado por BUENO (1998), a vegetação propicia resfriamento passivo de uma edificação por meio de: a) sombreamento lançado pela vegetação, que reduz a conversão da energia radiante em calor sensível, conseqüentemente, reduzindo as temperaturas da superfície dos objetos sombreados, e b) evaporação na superfície das folhas, resfriando essas com conseqüente diminuição da energia radiante para o entorno da vegetação.

Considerando que a orientação do eixo da instalação normalmente recomendada para o Hemisfério Sul, por razões de conforto térmico, é a leste-oeste, a qual, muitas vezes, por questões de topografia, se torna impossível de adotar, o presente trabalho teve como objetivo estudar a contribuição do sombreamento arbóreo para amenizar a incidência da radiação solar em instalações avícolas, quando a orientação adotada não for a ideal. Foram analisadas instalações com orientação leste-oeste comparativamente a instalações com orientação norte-sul.

 

Foram analisadas, por meio de simulação gráfica, instalações com as dimensões tipicamente utilizadas na produção avícola, ou seja, 10 m de vão, 100 m de comprimento e 3 m de pé-direito, tendo o telhado de duas águas com inclinação de 20%, beiral de 0,5 m e a cumeeira orientada na direção leste-oeste e norte-sul. Para o cálculo, utilizou-se de um trecho representativo da instalação de 30 m de comprimento, com árvores dispostas ao longo das laterais da instalação.

O estudo foi realizado considerando instalações situadas a 0; 10; 20 e 30º de latitude sul, que limitam as regiões produtoras avícolas de norte a sul do País. Para as latitudes citadas, foram determinados o azimute e a altura solar pelo programa RAD (CASTANHEIRA, 2001), bem como a intensidade de radiação solar direta, difusa e global pelo programa Casamo-Clim (CENTRE d’ ENERGETIQUE, 1988).

A determinação do sombreamento propiciado pela árvore foi realizada por meio de simulação gráfica, considerando a arquitetura arbórea da Monguba (Pachira aquatica Aubl), espécie com potencial para atingir entre seis e oito anos de idade, 2,5 m de fuste de tronco e copa globosa com 4 m de diâmetro, sendo esses os valores utilizados para a obtenção dos dados. Consideraram-se árvores situadas a 2,5; 3,0; 3,5 e 4,0 m das laterais da instalação, com 5 m de espaçamento entre as árvores. A sombra da copa da árvore (considerada uma esfera) sobre o plano horizontal é uma elipse que foi determinada para as 8; 9; 10; 11 e 12 h pelo método das projeções mongeanas da geometria descritiva, utilizando como ferramenta computacional o Auto CAD. Foi elaborado um índice de sombreamento em função da localização temporal e espacial da instalação, que considera o efeito sombreador da árvore interna e externamente à instalação. O índice de sombreamento é uma ferramenta de análise, de modo que se possa expressar em um só número o efeito, tanto do sombreamento externo quanto do interno, bem como da época do ano e da hora do dia, além de considerar o efeito reflexivo (albedo) do entorno da edificação. O índice é apresentado nas eqs. (1), (2) e (3).

 

 

em que,

I_sg, I_si, I_se - índice de sombreamento global, interno e externo, respectivamente;

A_si, A_se, A_ti, A_te - área sombreada interna, externa, total interna (300 m² = 10 x 30) e total externa (área considerada como de influência do sombreamento);

E_(h) - radiação solar global horária (fator ponderador da média), e

α - albedo do solo nu (0,30).

 

Na Figura 1 (a, b), é mostrado o sombreamento propiciado pelas árvores, em um trecho de 30 m da instalação, considerando-se com orientações leste-oeste e norte-sul. O distanciamento da árvore ao galpão utilizado foi de 2,5 m, o qual se mostrou mais adequado por proporcionar maior quantidade de sombra no interior da instalação. Ao observar essa figura, verifica-se que o sombreamento propiciado pelas árvores é mais efetivo quando a instalação está com a orientação norte-sul, com área de sombra de 46 m², sendo para a orientação leste-oeste nula a área sombreada interna.

Observando-se a Tabela 1, verifica-se, por exemplo, para a latitude 30º S, no verão, que o índice de sombreamento varia de 21% para a orientação leste-oeste, a 31% para a orientação norte-sul. O mesmo comportamento foi observado para as demais latitudes e horários estudados.

Observando-se a Figura 2, verifica-se que, em condições de verão, o uso do sombreamento foi mais eficiente nas baixas latitudes do que nas latitudes maiores, tanto para instalações com orientação leste-oeste quanto para instalações norte-sul, sendo verificado para o Nordeste I_sg = 25%, para orientações leste-oeste, enquanto I_sg = 33% para orientação norte-sul. Quando analisada a orientação leste-oeste em comparação à norte-sul, verifica-se que, em todas as latitudes, o sombreamento foi mais eficiente quando adotado para a orientação norte-sul, observando-se, por exemplo, para uma região a 20º de latitude, I_sg = 21% (leste-oeste), enquanto I_sg = 32% (norte-sul).

 

FIGURA 1. Sombreamento para instalações situadas a 20º S, para afastamento de árvores de 2,5 m, às 10 h, em condição de verão, para instalações com orientação leste-oeste (a) e norte-sul (b).

 

TABELA 1. Índice de sombreamento global (I_sg) para as latitudes 0; 10; 20 e 30º S, para galpões com orientação leste-oeste e norte-sul, afastamento de árvores ao galpão de 2,5 m, em condições de verão, inverno e meia-estação.

 

FIGURA 2. Índice de sombreamento global para instalações com orientação leste-oeste e norte-sul em função da latitude para a condição de verão, para afastamento de árvores de 2,5 m.

 

A análise do efeito do sombreamento propiciado em determinada latitude pela espécie arbórea, por meio do índice de sombreamento global, indicou a possibilidade de obstrução da radiação solar incidente sobre a edificação, tanto para instalações com orientação leste-oeste, quanto para orientação norte-sul, sendo, no entanto, mais eficiente quando o sombreamento é aplicado em instalações com orientação norte-sul, constituindo-se num modo de amenizar os problemas ambientais gerados pelo uso da orientação incorreta. O sombreamento mostrou-se mais eficiente quando adotado para a região de baixa latitude, constituindo-se numa solução adequada para amenizar as condições adversas de alta intensidade de radiação solar observadas nas regiões Norte e Nordeste do Brasil.

 

BUENO, C.L. Estudo da atenuação da radiação solar incidente por diferentes indivíduos arbóreos. 1998. 178 f. Tese (Doutorado em Engenharia Civil) - Faculdade de Engenharia Civil, Universidade Estadual de Campinas, Campinas, 1998.

CASTANHEIRA, R.G. Radiação solar incidente em planos inclinados, fachadas e telhados no Rio de Janeiro. 2001. 197 f. Dissertação (Mestrado em Arquitetura e Urbanismo) - Faculdade de Arquitetura e Urbanismo, Universidade Federal do Rio de Janeiro, Rio de Janeiro, 2001.

CENTRE d’ ENERGETIQUE-CASAMO-CLIM. Manuel d’utilization 1989 et cahier scientifique version 1988. IBM PC et Compatibles. École de Mines de Paris. Paris, 1988.

MILANO, M.; DALCIN, E. Arborização de vias públicas. Rio de Janeiro: Light, 2000. 226 p.

STANGENHAUS, C.R. Paredes, conforto higrotérmico, edificações, ponderações e propostas para clima tropical úmido em situação de verão. 1992. 198 f. Dissertação (Mestrado em Arquitetura e Urbanismo) - Faculdade de Arquitetura e Urbanismo, Universidade Federal do Rio de Janeiro, Rio de Janeiro, 1992.

TINÔCO, I. F. F. Estresse calórico: meios artificiais de condicionamento. In: SIMPÓSIO INTERNACIONAL DE AMBIÊNCIA E INSTALAÇÃO NA AVICULTURA INDUSTRIAL, 1995, Campinas. Anais... p.99-108.