Análise do conforto térmico em lares de idosos na zona de cooperação transfronteiriça de Espanha - Portugal

1. Introdução

De acordo com as Nações Unidas (2017), a esperança de vida nos últimos anos aumentou, elevando assim o número de idosos. Em 2017, havia no mundo cerca de 962 milhões de pessoas com 60 anos ou mais, representando 13% da população mundial. A população com 60 anos ou mais está a crescer a uma taxa de cerca de 3 por cento por ano.

Actualmente, a Europa tem a maior percentagem da população com 60 anos ou mais (25%). O número de pessoas com 80 anos ou mais também deverá triplicar até 2050, e até 2100 irá aumentar para quase sete vezes o seu valor até 2017.

Esta tendência explica a crescente procura de serviços de cuidados continuados (Damiani et al., 2009), como os Centros de Atenção para Idosos (ECC). Além disso, considerando que as pessoas com mais de 65 anos passam uma parte considerável das suas vidas dentro de casa, o consumo de energia para manter as condições internas desses centros é elevado (Mendes et al., 2015). Claramente, o conforto térmico destes centros não pode ser ignorado.

Determinar os parâmetros que influenciam o conforto térmico é necessário tanto para projetar espaços agradáveis como para garantir o bem-estar e a saúde dos ocupantes dos edifícios. A boa concepção e gestão dos edifícios construídos não só proporciona uma sensação térmica confortável para os ocupantes, como também determina a quantidade de energia que os sistemas de arrefecimento e aquecimento do edifício irão consumir. No atual contexto de mudanças climáticas e aquecimento global, a inclusão do conceito de conforto térmico adaptativo nos padrões de conforto térmico possibilita a adoção de novas estratégias de eficiência e poupança energética e o atendimento consistente aos requisitos do desenvolvimento sustentável.

Ambas as normas internacionais ISO 7730:2005, ASHRAE Standard 55:2013 e EN 15251:2007 visam especificar as condições ambientais recomendadas para uma população de meia-idade.

Estudos de campo mostram que os regulamentos atuais existentes podem não ser aplicáveis a pessoas idosas porque as suas respostas térmicas são diferentes. Este segmento da população tem características muito específicas como níveis mais baixos de actividade, não ser capazes de mudar facilmente o seu nível de actividade ou de vestuário, uma falta de vasoconstrição que pode diminuir o arrefecimento do vento, ou maior tolerância ao calor que pode causar desidratação no Verão.

O objectivo deste projecto é analisar o conforto térmico dos idosos em Lares de Idosos localizados em diferentes zonas climáticas do espaço de cooperação transfronteiriça em Espanha-Portugal e prever que condições térmicas são aceitáveis ou preferenciais para este grupo de pessoas.

Para tal, serão analisados os parâmetros ambientais (temperatura do ar, temperatura média radiante, velocidade e humidade do ar), condições exteriores (temperatura e humidade relativa), actividade física, vestuário e sensação térmica dos residentes dos vários lares situados em climas mediterrânicos e atlânticos.

Com o objectivo de melhorar o envelhecimento e a qualidade de vida dos cidadãos na zona transfronteiriça do espaço de cooperação de Espanha e Portugal, este projecto visa determinar os parâmetros que influenciam o conforto térmico dos idosos, tendo em conta que na zona transfronteiriça coexistem dois climas diferentes: o clima atlântico e o clima continental mediterrânico. As condições de conforto podem variar substancialmente dependendo do clima. Por isso, é de grande interesse analisar os diferentes modelos de conforto térmico sob diferentes condições climáticas. A equipa multidisciplinar (Espanha e Portugal) permitirá avaliar as diferentes zonas climáticas, compará-las e determinar as suas características específicas.

Serão seleccionados 5 ECCs na área metropolitana do Porto (clima atlântico) e 5 ECCs na área fronteiriça entre Espanha e Portugal (clima continental mediterrânico) e será efectuada uma análise longitudinal ao longo de várias estações do ano nas áreas comuns dos ECCs.

Em paralelo, os residentes serão entrevistados uma vez por semana para determinar a sua sensação térmica dentro da escala de Ashrae. Estes dados serão utilizados para analisar os factores que influenciam o conforto térmico das pessoas idosas e para desenvolver modelos analíticos para determinar as características do bem-estar térmico para este grupo de pessoas nas diferentes zonas climáticas.

A aplicação de modelos de conforto adaptativos para pessoas idosas oferece a possibilidade de melhorar a sua qualidade de vida e, ao mesmo tempo, oferece um grande potencial de poupança energética. Esta poupança traduz-se em aproximadamente 30% da carga de refrigeração, em comparação com um ponto de ajuste de temperatura fixa, conforme indicado pela teoria de conforto convencional.

A aplicação de modelos de conforto ambiental para pessoas idosas oferece a possibilidade de melhorar a sua qualidade de vida e, ao mesmo tempo, pode oferecer poupanças adicionais de energia. Por esta razão, o modelo analítico obtido será comparado com os dados históricos ambientais dos mesmos centros, a fim de, por um lado, criar boas práticas que melhorem a qualidade de vida das pessoas e, por outro, objectivar a eficiência energética dos centros residenciais.

2. Avaliação do conforto térmico

O conforto térmico pode ser descrito como as características do ambiente que afetam a troca de calor entre o corpo humano e o ambiente (Ashrae 2013). O conforto térmico depende de parâmetros físicos e fisiológicos e é afetado pelo vestuário, atividade, idade, estado de saúde, sexo e adaptação ao clima e ambiente local do indivíduo e do espaço (Vandentorren et al., 2006).

Quando se trata de avaliar o conforto térmico, existem dois modelos principais que podem ser utilizados: o modelo de voto médio previsível (PMV) e o modelo adaptativo.

2.1 Modelo de voto médio previsível (PMV)

Normalmente o modelo mais usado para avaliar o conforto térmico geral ou corporal é o modelo de Fanger (1973) de voto médio previsível (PMV). De acordo com este modelo, para que uma dada situação seja considerada termicamente confortável, deve ser cumprida, como condição básica, que permita que os mecanismos fisiológicos responsáveis pela termorregulação atinjam o equilíbrio térmico, ou seja, que o organismo seja capaz de equilibrar o calor obtido (de origem metabólica ou proveniente do ambiente) e o calor eliminado por meio de diferentes procedimentos.

No entanto, alcançar o equilíbrio térmico não garante conforto. O método Fanger considera o nível de atividade (met), as características das roupas (clo), a temperatura seca (Ta), a umidade relativa (HR), a temperatura radiante média (Trd) e a velocidade do ar (va). Todas estas variáveis influenciam as trocas térmicas entre homem e ambiente, afetando a sensação de conforto.

O PMV é expresso na escala de Ashrae de 7 pontos de sensação térmica (frio, fresco, ligeiramente frio, neutro, ligeiramente quente, quente). O resultado do modelo é uma hipotética sensação térmica de votação para uma pessoa média: ou seja, a resposta média de muitas pessoas com iguais níveis de vestimenta e atividade, que estão expostas a condições ambientais idênticas e uniformes. Ashrae (2013) define a sensação térmica como um sentimento consciente, que requer uma avaliação subjetiva. O modelo PMV é adotado pelas normas internacionais ISO 7730 (2005), Ashrae Standard 55 (2013) e EN 15251 (2007). Estas normas visam especificar as condições de conforto das pessoas de meia-idade no interior do edifício. A EN 15251 (2007) menciona que, para espaços ocupados por pessoas muito sensíveis e frágeis, o PMV deve ser mantido entre -0,2 e +0,2 na escala térmica de 7 pontos de Ashrae. A EN 15251 (2007) inclui três categorias (I, II e III) e indica que a categoria mais restritiva deve ser adoptada para os ocupantes idosos, enquanto que a Ashrae 55 (2013) tem apenas 2 gamas (80% ou 90% de pessoas satisfeitas) e nenhuma indicação específica para os idosos.

O modelo PMV da Fanger é amplamente utilizado e aceito no campo da avaliação do conforto térmico. No entanto, é um modelo estacionário (modelo estático) e, portanto, não tem em conta as variações de temperatura ao longo do dia, é o resultado de investigações em câmaras térmicas, só é aplicável a seres humanos expostos a um longo período em condições constantes e com uma taxa metabólica constante e não considera a adaptação dos ocupantes para alcançar condições de conforto (Fanger 1973).

Essas razões levaram à existência na comunidade investigadora que duvidam da capacidade preditiva do modelo PMV em edifícios reais, considerando mesmo outros modelos.

Modelo adaptativo de conforto térmico

O critério adaptativo é o resultado de estudos de campo cujo objetivo foi analisar aceitabilidade real dos ambientes térmicos, que depende muito do contexto, do comportamento dos ocupantes e das suas expectativas.

Em contraste com o modelo estático de conforto térmico, no modelo adaptativo as pessoas desempenham um papel instrumental, criando as suas próprias preferências térmicas através da forma como interagem com o ambiente, modificam o seu próprio comportamento ou adaptam gradualmente as suas expectativas de acordo com o ambiente térmico em que se encontram (Brager & de Dear, 1998). Uma definição genérica do termo adaptação poderia ser uma diminuição gradual na resposta do organismo a uma estimulação repetida do ambiente.

A partir desta definição geral é possível distinguir claramente três categorias de adaptação térmica (Brager & de Dear, 1998):

- Ajuste de comportamento: São ajustes de atividade, vestir e despir roupa, regular ar condicionado, tirar a sesta num dia quente, etc.

- Adaptação fisiológica: Alterações na resposta psicológica como resultado da exposição a fatores térmicos ambientais. Isto pode levar a uma diminuição gradual do stress produzido por esta exposição. No entanto, estes processos ocorrem com a exposição prolongada a condições extremas. Por conseguinte, a sua influência na construção não é muito significativa.

- Adaptação psicológica: percepção alterada e posterior reação à informação devido a experiências e expectativas passadas.

Nos últimos anos, muitos autores têm adicionado estudos de campo a estudos laboratoriais com o objetivo de obter informações mais reais sobre o conforto nos locais de trabalho. Os estudos de campo também permitem a análise de outros fatores que não podem ser simulados em câmaras térmicas, como a resposta dos indivíduos em seus hábitos diários, suas roupas diárias e seu comportamento sem a existência de qualquer tipo de restrição (de Dear et al. 1998). A subjetividade da experiência térmica e o fluxo interpretativo de interações complexas entre ocupantes e seu ambiente têm sido o foco de uma série de estudos e fornecem os fundamentos teóricos de estudos sobre conforto térmico de um ponto de vista adaptativo.

De Dear et al. (1998) concluíram que existe uma tendência para que a temperatura de neutralidade térmica aumenta à medida que a temperatura exterior aumenta. Este aumento é muito maior em edifícios com ventilação natural. Muitos autores explicam este aumento da neutralidade da temperatura em parte como uma resposta adaptativa ao comportamento dos utilizadores, aumentando o seu nível de vestuário. No entanto, como eles próprios demonstram, este aumento apenas explicaria uma percentagem deste desvio. O resto do desvio é justificado por um processo de adaptação psicológica derivado do nível de expectativa. Assim, a nossa experiência térmica subconscientemente indica que, em espaços exteriores ou interiores com uma relação notável com o exterior, o ambiente sofre variações térmicas frequentes (de Dear et al. 1998).

A Norma Ashrae 55 (2013) e a EN 15251 (2007) incluem modelos de conforto térmico adaptáveis. A norma adaptativa Ashrae só se aplica a edifícios sem refrigeração mecânica instalada, enquanto que a EN15251 pode ser aplicada a edifícios de modo misto, desde que o sistema não esteja em funcionamento.

Nicol e Humphreys lideraram a investigação sobre modelos de conforto adaptativo e proposto vários modelos para tipos de edifícios com e sem ventilação (Humphreys M & Nicol F; 2017; Nicol F & Humphreys M (2010); Rijal, Humphreys & Nicol 2017; 2009).

3. Conforto térmico em idosos

Dado o rápido aumento do envelhecimento populacional nos últimos anos, é importante abordar o conforto térmico deste grupo de pessoas (Hoof et al., 2017; Yang et al., 2016; Alves et al., 2016; Hong et al., 2015; Tweed et al., 2015; Mendes et al., 2013; Mendes et al., 2015; Hwang e Chen, 2010; Schellen et al., 2010; Hoof et al., 2010).

Embora Ashrae tenha sugerido que a sensação térmica dos idosos e dos adultos mais jovens não difere, e que os efeitos do sexo e da idade são devidos à atividade e ao vestuário, vários estudos indicam que a sensação térmica ótima dos idosos difere da dos adultos mais jovens (Jiao et al., 2017; Schellen et al., 2010; Hwang e Chen, 2010; DeGroot, 2007; Hoof, 2006) e que a sensibilidade das duas populações aos ambientes frio e quente pode variar. O processo de envelhecimento biológico pode afetar a percepção de conforto térmico devido a uma diminuição da capacidade de regular a temperatura corporal com a idade. Em média, os idosos necessitam de temperaturas ambientais mais elevadas (Hong et al., 2015; Tweed et al., 2015; Hwang e Chen, 2010; Schellen et al., 2010; Hoof et al., 2010).

Em geral, os idosos parecem perceber o conforto térmico de forma diferente dos jovens devido a uma combinação de diferenças físicas e comportamentais no envelhecimento (Hoof et al., 2010; Hoof e Hensen, 2006). Em média, os idosos têm um menor nível de atividade e, portanto, uma menor taxa metabólica do que os adultos mais jovens, razão principal pela qual necessitam temperaturas ambiente mais elevadas (Hwang e Chen, 2010).

Os idosos reduziram (i) músculo, (ii) capacidade de trabalho, (iii) capacidade de suor, (iv) capacidade de transportar calor do corpo para a pele, (v) níveis de hidratação, (vi) reatividade vascular e (vii) estabilidade cardiovascular. Tsuzuki e Ohfuku (2002) também descobriram que os adultos têm sensibilidade reduzida ao calor nas estações frias. A capacidade de regular a temperatura corporal tende a diminuir com a idade e há uma redução na atividade de suor em pessoas mais velhas em comparação com os grupos etários mais jovens (Hoof e Hensen, 2006). Estas diferenças são ainda mais acentuadas nas mulheres mais velhas. Tsuzuki e Iwata (2002) descobriram que a perda de água por evaporação não aumenta significativamente com a taxa metabólica em adultos mais velhos que se exercitam levemente. De acordo com Hwang e Chen (2010), fisiologicamente os adultos mais velhos preferem cerca de 2°C mais do que os mais jovens. Vários estudos (Hoof e Hensen, 2010; Hwang e Chen, 2010; Guedes et al., 2009; Raymann e Van Someren, 2008; Schellen et al., 2010) também corroboram que psicologicamente estes também preferem ambientes mais quentes e que a zona de conforto de 20-24°C não é suficientemente quente para este grupo populacional. A temperatura ideal seria de cerca de 25,30°C para idosos sedentários. Por outro lado, as medições de temperatura operacional (o que as pessoas experimentam termicamente num espaço) em lares de idosos portugueses (Guedes et al., 2009) variaram entre 16°C e 25°C no inverno e 22°C a 31°C no verão.

Por outro lado, vários estudos em vivendas habitadas por idosos associaram conforto térmico à  mortalidade cardíaca devido a baixas temperaturas em habitações isoladas (Raymann e Van Someren, 2008; Bokenes et al., 2011). Além disso, o projeto europeu PHEWE (Analitis et al., 2008) relatou um aumento significativo a curto prazo na mortalidade cardiovascular de 1,72% em associação com uma queda de 1°C numa temperatura média de 15 dias (Lanzinger et al., 2014). Além disso, também concluiu que existe um risco elevado de infarto do miocárdio a curto prazo com uma diminuição de 10°C na temperatura do ar associada a temperaturas frias (Wolf et al., 2009). Os grupos sensíveis devem estar a uma temperatura mínima de 20°C para evitar problemas cardiovasculares (Ormandy e Ezratty, 2012).

Nesse sentido, o ambiente térmico dos lares geralmente não produz doenças graves, porém, esse fator pode ter um impacto significativo no bem-estar geral e no conforto diário dos seus habitantes. Um ambiente térmico pobre também agrava a influência dos poluentes atmosféricos na saúde dos ocupantes (Mendes e Teixeira, 2014). As normas acima mencionadas baseiam-se principalmente em escritórios, onde os utilizadores têm aproximadamente entre 20 e 65 anos de idade. A maioria das pessoas em ECC têm mais de 65 anos.

Recentemente, a equipa de investigação de Mendes et al. (2017) constatou que a qualidade de vida dos idosos está relacionada com o seu conforto térmico no inverno. Neste estudo, os valores de PMV acima de -0,7 tiveram um coeficiente de qualidade de vida (QV) de 11,13 unidades comparado aos valores de PMV abaixo de -0,7. Estas descobertas são relevantes para a saúde pública e podem ser úteis na compreensão de que variáveis nas áreas de vida têm impacto na qualidade de vida e, consequentemente, na implementação de políticas preventivas em relação aos padrões e diretrizes para esse grupo populacional suscetível.

Por outro lado, a equipa de investigação GRIC (UPC) realizou uma análise no centro residencial de Sanitas Mayores Les Corts (Barcelona). Aí foram analisadas as condições interiores das diferentes áreas do ECC e o grau de conforto térmico dos residentes foi avaliado através de um inquérito (Gelabert, 2016, Pujol 2017, Molina 2017). Este primeiro estudo concluiu que todos os inquiridos se sentiram confortáveis com ambientes mais quentes do que os previstos nos modelos atuais (Gelabert, 2016, Pujol 2017, Molina 2017). Concluiu-se que o padrão 21-23ºC para o inverno e 25-27ºC para a zona de conforto durante o verão pode não ser suficientemente quente para adultos mais velhos, que relataram uma temperatura ideal acima de 25ºC em todas as estações.

Esses estudos destacam a necessidade de modelos de conforto específicos para idosos. Em geral, as normas de conforto não se aplicam actualmente à população idosa. Apenas definem limites de PPD mais restritos, em vez de determinar as condições que afetam esse conforto térmico.

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