Carta solar

Os diagramas ou cartas solares são representações do percurso do Sol na abóbada celeste nas diferentes horas do dia e períodos do ano. Nelas são normalmente desenhadas as projeções da trajetória do Sol em datas particulares – solstícios e os equinócios – e em algumas outras datas intermediárias. A carta solar, além de variar em função da data e da hora, também é especifica para a latitude do lugar. Mais detalhes sobre a Carta Solar podem ser vistos no link referente aos dados cartográficos

Superpondo o diagrama de trajetória solar de projeção estereográfica, sobre as máscaras de obstrução solar, obtidas pela 3Dskyview pôde-se verificar a quantidade de horas a que cada ponto de medição estaria exposto nos solstícios de verão e inverno e no equinócio. Usando, como exemplo a Figura, percebe-se que no ponto, o bloqueio gerado pelas edificações (representado pela cor cinza) só permite que o ponto receba radiação solar, no solstício de verão (22 de dezembro) entre 7h30 e 17h30. Já no equinócio (21 de março e 23 de setembro), o ponto fica exposto durante todo o dia. Para o solstício de inverno (22 de junho) o ponto recebe radiação em dois intervalos, o primeiro de aproximadamente uma hora (entre 7h30 e 8h30) e depois entre 9h30 e 16h.

Representação da carta solar sobreposta sobre as obstruções Fonte: RIBEIRO, 2009

Portanto, para uma melhor compreensão da carta solar é importante relembrar o entendimento dos movimentos de rotação e de translação da Terra. O primeiro quando considerado um ponto da superfície, gera a sequência dos dias e das noites. No segundo, a Terra gira em torno do Sol, formando uma trajetória elíptica, completando um ciclo por ano. Além disso, existe o eixo de rotação da Terra, que passa pelos polos, e forma um ângulo de 23º 27’ 33“ em relação ao plano que contém a trajetória elíptica (coincidindo com os trópicos). Essa relação pode ser observada na Figura.

Percurso da Terra em torno do Sol ao longo do ano

Essa inclinação acarreta uma variação no fluxo da energia solar recebida pela Terra e divide o ano em períodos: os solstícios (verão e inverno) e os equinócios (outono e primavera). Na Terra, um observador pode perceber essa relação através do movimento aparente do Sol, que, ao longo do ano o Sol ocupa diferentes posições na abóbada celeste numa região limitada entre os trópicos de Câncer e Capricórnio.

Em uma projeção estereográfica da abóbada celeste, num plano horizontal, é possível representar todas as posições do Sol ao longo do ano, dando origem à Carta Solar. Na carta solar as linhas curvas horizontais e verticais representam os meses e as horas do dia, respectivamente. As linhas horizontais indicam a projeção da trajetória solar durante os meses do ano; as horas do dia são representadas pelas linhas verticais (06h às 18h). Na Figura 9a, observa-se a carta solar para a latitude da cidade de João Pessoa, os ângulos de azimute e a altura solar projetados num plano e na Figura

a) Carta solar para a cidade de João Pessoa e b) azimute e altura solar.


Conhecendo a orientação de edifício e a posição do Sol, podem ser determinadas as sombras projetadas pelo edifício, em função da data e da hora, sobre pisos dos espaços externos, sobre outros prédios e sobre si mesmo (dependendo de sua forma e orientação).

Assim sendo, o conhecimento de como o Sol percorre o céu de determinada localidade em função do dia/mês do ano, de quanto tempo ele fica acima do horizonte e como aproveitar o calor solar quando houver interesse em aquecer e evitando ou protegendo as construções quando o clima for quente é fundamental na hora de projetar.

Referências

RIBEIRO, C. A. M. Aplicação de técnicas de geoprocessamento para análises das relações entre o fator de visão do céu e as diferentes orientações da malha urbana . João Pessoa. Monografia – Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnológica da Paraíba, 2003.

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