A pesquisa vai ajudar a entender o impacto da urbanização de São Paulo na dinâmica da circulação de ar, diz o professor Paulo Bufacchi

 

Leandro Steiw

 

O projeto “Avaliação do impacto da urbanização no escoamento de ar na cidade de São Paulo”, coordenado pelo engenheiro Paulo Bufacchi, professor dos cursos de Engenharia Mecânica e Mecatrônica do Insper, terá simulações numéricas realizadas remotamente no supercomputador Santos Dumont, do Laboratório Nacional de Computação Científica (LNCC). Em setembro, o LNCC aprovou a utilização da plataforma montada em Petrópolis, no Rio de Janeiro.

Segundo Bufacchi, ainda é pouco conhecido o impacto da urbanização da cidade de São Paulo na dinâmica da circulação de ar através de seus variados tipos de áreas, como prédios, casas e áreas verdes, entre outros. “Assuntos como conforto térmico e conforto e segurança de pedestres ao nível do solo devido à urbanização da cidade precisam ser mais bem explorados por meio de novas ferramentas”, diz o doutor em Engenharia Mecânica. As simulações usando a dinâmica dos fluidos computacional (CFD, na sigla em inglês) são uma dessas opções.

A CFD aplica processos numéricos a equações matemáticas para prever fenômenos relacionados ao escoamento de fluidos como o ar, à transferência de calor e de massa e às reações químicas. A lembrança mais imediata são os testes aerodinâmicos feitos em túneis de vento para projetos de automóveis e aviões. Os dados gerados nesses experimentos podem ser modelados em equações e, posteriormente, reaplicados em outras simulações, sem necessidade de voltar ao laboratório. É uma prática que vale também para design de máquinas industriais, geradores de energia, circuitos eletrônicos e edificações, entre outros.

Bufacchi explica que já há alguns exemplos de uso do CFD para análises do escoamento de ar em pequenas regiões de cidades, análise do conforto do pedestre (em função da geografia urbanística de uma área) e dispersão de poluentes. “Responsável por mais de 10% do Produto Interno Bruto do país, a cidade de São Paulo carece de análises em CFD que ajudem a orientar o seu Plano Diretor e a estratégia de crescimento de suas várias regiões”, afirma.

 

Poder de computação

A contribuição da dinâmica dos fluidos computacional na vida urbana é notável. “As simulações em CFD podem avaliar os impactos da urbanização da cidade não somente com dados históricos, mas principalmente jogar luz ao futuro prevendo como os principais indicadores referentes ao escoamento de ar na cidade podem ser afetados com a urbanização proposta para ela nos próximos anos”, diz Bufacchi. “Esta aplicação prática das simulações numéricas tem um papel transformador na sociedade, pois permite avaliar a qualidade de vida nos próximos anos.”

O poder computacional necessário para realizar essa análise é extremamente elevado, não sendo possível rodá-lo em computadores pessoais. “Mesmo uma análise em uma pequena região da cidade pode fazer com que se gaste mais de um dia em um computador de grande porte com dezenas ou centenas de processadores”, afirma Bufacchi. Por esse motivo, o LNCC aprovou a utilização do supercomputador, que tem capacidade para 5,1 quatrilhões de operações matemáticas por segundo.

O comitê do LNCC responsável pela avaliação do projeto classificou como excelente o impacto social, econômico e ambiental da pesquisa e como bom o seu mérito técnico e científico. “Foi reconhecida a necessidade de uso de um dos supercomputadores mais poderosos do país para realizar o estudo, bem como a capacidade do software escolhido para a simulação numérica”, diz Bufacchi.

 

Extrapolação inédita

A região a ser estudada em detalhes é a Vila Olímpia, onde está o Insper, delimitada pelas avenidas Hélio Pellegrino e Santo Amaro e pelas ruas Gomes de Carvalho e Nova Cidade. Para essa análise, serão consideradas as influências de prédios e casas numa região bem mais ampla, abrangendo o rio Pinheiros, o Parque do Povo, as avenidas Presidente Juscelino Kubitschek, Ibirapuera e dos Bandeirantes e a Rua Texas.

O projeto vai examinar os impactos do desenvolvimento urbano dos anos de 2004 e 2022, extrapolando os resultados para o ano de 2040. Na extrapolação, serão criados alguns cenários do desenvolvimento urbanístico da região estudada, a fim de prever como será o escoamento de ar e a dispersão de poluentes daqui a 18 anos. “Esse estudo é inédito no Brasil e, mesmo no mundo, não se achou trabalho científico que fizesse esse tipo de análise”, afirma o professor.

A linha de pesquisa em análise numérica dos escoamentos de ar na cidade de São Paulo coordenada por Bufacchi está em andamento desde 2020. No ano passado, resultou em um trabalho de iniciação científica do aluno Enrico Nardi. Agora, com o apoio do supercomputador Santos Dumont, espera-se poder investigar mais detalhadamente a região e contribuir para o crescimento mais sustentável do bairro.