Sensação térmica: o que é e como é calculada?

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Na semana em que o Brasil registra temperaturas abaixo de zero em várias cidades, o Blog do Mackenzie apresenta uma explicação de um dos conceitos mais intrigantes da ciência: a sensação térmica.

Também conhecida como temperatura aparente, está presente nos boletins meteorológicos e na previsão do tempo dos jornais. Diferentemente do número registrado pelo termômetro no ar, que indica o quão frio ou calor está, esse índice está relacionado a como o corpo sente a combinação de diversos fatores. Entenda.

Por que se preocupar com a sensação térmica?

Os humanos são homeotérmicos e controlar a temperatura do corpo é mais fácil em ambientes térmicos estáveis. Mas variações bruscas de temperatura e de condições climáticas dificultam o trabalho do organismo.

O conceito da sensação térmica é importante porque o conforto do corpo depende da sua capacidade de regular a própria temperatura. Sensações extremas de calor ou de frio podem causar problemas de saúde graves.

Quando a temperatura fica muito alta, o corpo começa a transpirar para se refrescar. Com a umidade do ar alta, o suor tem dificuldade de evaporar e perde a capacidade de resfriamento. Em muitos casos, o calor excessivo pode levar a um quadro de hipertermia e à falência de órgãos.

Por outro lado, quando a temperatura do ar fica muito baixa, e é acompanhada por vento ou uma baixa umidade do ar, o corpo tem a sensação de sentir um frio muito maior. Um quadro mais grave pode levar à desaceleração dos batimentos cardíacos e até a uma parada do coração.

Como surgiu o conceito de sensação térmica?

O conceito de sensação térmica surgiu em 1939, nos Estados Unidos, durante a expedição de Paul Siple e Charles Passel à Antártica. A ideia era demonstrar que o frio é sentido com mais violência quando há ventos fortes.

Os estudiosos fizeram uma série de experiências com recipientes plásticos cilíndricos cheios de água em temperaturas diversas, expostos às diferentes condições de temperaturas do ar e velocidades do vento.

Ao medir o tempo de congelamento da água, os pesquisadores puderam estimar a quantidade de calor dissipada pela ação dos elementos meteorológicos e criar uma equação para calcular a perda de calor.

O conceito se popularizou após o fracasso das tropas alemãs de invadirem a Rússia devido ao inverno rigoroso durante a Segunda Guerra Mundial. O exército americano criou um índice de avaliação da sensação térmica para calcular a perda de calor do corpo humano com a pele seca em relação à temperatura do ar e à velocidade do vento. O indicador se popularizou e começou a ser divulgado junto das temperaturas diárias.

O cálculo da sensação térmica

O cálculo da sensação térmica varia de acordo com cada serviço meteorológico. A fórmula tradicional envolve apenas a temperatura ambiente e a velocidade do vento. No entanto, outros fatores climáticos, como a umidade relativa do ar, também influenciam na temperatura aparente e podem ser incluídos na estimativa.

• Wind Chill: desenvolvido por Siple e Passel, calcula a redução da temperatura corporal devido ao fluxo de passagem do ar em temperatura mais baixa. O índice não funciona quando a temperatura aparente é superior à temperatura do ar.
• Índice de Calor: esse índice combina temperatura do ar à umidade relativa, sendo medido em áreas sombreadas, para simular uma temperatura equivalente percebida pelo homem.
• Temperatura aparente: é calculada na medição da temperatura do ar, velocidade do vento e umidade relativa.
• Temperatura do globo do bulbo úmido: o cálculo desse índice se baseia na temperatura seca, umidade relativa, velocidade do vento e calor por radiação, para apresentar uma abordagem mais completa em comparação aos índices anteriores.
• Temperatura efetiva padrão: além da umidade, temperatura média e velocidade do ar, consideram-se a taxa de atividade prevista do corpo e os níveis das roupas.
• Índice de Vulnerabilidade ao Calor Urbano: utilizado mais para sistemas do que para indivíduos, busca identificar efeitos climáticos, como ilhas de calor, e calcula a exposição às mudanças climáticas, a sensibilidade a essas mudanças (a partir de fatores individuais, como idade e problemas de saúde) e a capacidade adaptativa.

Fonte: Urban Comfort, Mundo Educação, BBC, Secretaria de Educação do Paraná, Educador.com